ইউভি কিউরিং সিস্টেমে কী ধরনের ইউভি-কিউরিং সোর্স ব্যবহার করা হয়?

মার্কারি ভেপার, লাইট-এমিটিং ডায়োড (এলইডি), এবং এক্সাইমার হলো স্বতন্ত্র ইউভি-কিউরিং ল্যাম্প প্রযুক্তি। যদিও এই তিনটিই বিভিন্ন ফটোপলিমারাইজেশন প্রক্রিয়ায় কালি, কোটিং, আঠা এবং এক্সট্রুশনকে ক্রসলিঙ্ক করতে ব্যবহৃত হয়, তবে বিকিরিত ইউভি শক্তি তৈরির প্রক্রিয়া এবং এর সংশ্লিষ্ট বর্ণালীগত আউটপুটের বৈশিষ্ট্যগুলো সম্পূর্ণ ভিন্ন। অ্যাপ্লিকেশন ও ফর্মুলেশন উন্নয়ন, ইউভি-কিউরিং উৎস নির্বাচন এবং সমন্বয়ের ক্ষেত্রে এই পার্থক্যগুলো বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

পারদ বাষ্প বাতি

ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প এবং ইলেকট্রোড-বিহীন মাইক্রোওয়েভ ল্যাম্প উভয়ই পারদ বাষ্পের শ্রেণীর অন্তর্ভুক্ত। পারদ বাষ্প ল্যাম্প হলো এক ধরনের মাঝারি-চাপের গ্যাস-ডিসচার্জ ল্যাম্প, যেখানে একটি সিল করা কোয়ার্টজ টিউবের ভিতরে অল্প পরিমাণে মৌলিক পারদ এবং নিষ্ক্রিয় গ্যাসকে বাষ্পীভূত করে প্লাজমায় পরিণত করা হয়। প্লাজমা হলো একটি অত্যন্ত উচ্চ-তাপমাত্রার আয়নিত গ্যাস যা বিদ্যুৎ পরিবহন করতে সক্ষম। এটি একটি আর্ক ল্যাম্পের মধ্যে দুটি ইলেকট্রোডের মধ্যে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে অথবা একটি ইলেকট্রোড-বিহীন ল্যাম্পকে এমন একটি আবদ্ধ স্থান বা গহ্বরের ভিতরে মাইক্রোওয়েভ করে তৈরি করা হয়, যা ধারণাগতভাবে বাড়ির মাইক্রোওয়েভ ওভেনের মতো। বাষ্পীভূত হওয়ার পর, পারদ প্লাজমা অতিবেগুনি, দৃশ্যমান এবং অবলোহিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য জুড়ে বিস্তৃত বর্ণালীর আলো নির্গত করে।

বৈদ্যুতিক আর্ক ল্যাম্পের ক্ষেত্রে, প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ একটি সিল করা কোয়ার্টজ টিউবকে শক্তি প্রদান করে। এই শক্তি পারদকে বাষ্পীভূত করে প্লাজমায় পরিণত করে এবং বাষ্পীভূত পরমাণু থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করে। ইলেকট্রনের একটি অংশ (-) ল্যাম্পের ধনাত্মক টাংস্টেন ইলেকট্রোড বা অ্যানোড (+) এর দিকে প্রবাহিত হয়ে ইউভি সিস্টেমের বৈদ্যুতিক সার্কিটে প্রবেশ করে। নতুন ইলেকট্রন হারানো পরমাণুগুলো ধনাত্মক শক্তিপ্রাপ্ত ক্যাটায়ন (+) এ পরিণত হয়, যা ল্যাম্পের ঋণাত্মক চার্জযুক্ত টাংস্টেন ইলেকট্রোড বা ক্যাথোড (-) এর দিকে প্রবাহিত হয়। চলার পথে, ক্যাটায়নগুলো গ্যাস মিশ্রণে থাকা নিরপেক্ষ পরমাণুগুলোকে আঘাত করে। এই আঘাতে নিরপেক্ষ পরমাণু থেকে ক্যাটায়নে ইলেকট্রন স্থানান্তরিত হয়। ক্যাটায়নগুলো ইলেকট্রন গ্রহণ করার সাথে সাথে তাদের শক্তি কমে যায়। শক্তির এই পার্থক্য ফোটন হিসেবে নির্গত হয়, যা কোয়ার্টজ টিউব থেকে বাইরের দিকে বিকিরিত হয়। যদি ল্যাম্পটি উপযুক্তভাবে চালিত হয়, সঠিকভাবে শীতল করা হয় এবং এর কার্যকর জীবনকালের মধ্যে পরিচালিত হয়, তবে নতুন সৃষ্ট ক্যাটায়ন (+) এর একটি অবিচ্ছিন্ন সরবরাহ ঋণাত্মক ইলেকট্রোড বা ক্যাথোড (-) এর দিকে আকৃষ্ট হয়, আরও পরমাণুকে আঘাত করে এবং ইউভি আলোর অবিচ্ছিন্ন নির্গমন ঘটায়। মাইক্রোওয়েভ ল্যাম্পগুলোও একই পদ্ধতিতে কাজ করে, তবে এক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক সার্কিটের পরিবর্তে মাইক্রোওয়েভ, যা রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) নামেও পরিচিত, ব্যবহৃত হয়। যেহেতু মাইক্রোওয়েভ ল্যাম্পে টাংস্টেন ইলেকট্রোড থাকে না এবং এটি কেবল পারদ ও নিষ্ক্রিয় গ্যাসযুক্ত একটি সিল করা কোয়ার্টজ টিউব, তাই এগুলোকে সাধারণত ইলেকট্রোডবিহীন বলা হয়।

ব্রডব্যান্ড বা ব্রড-স্পেকট্রাম মার্কারি ভেপার ল্যাম্পের ইউভি রশ্মি প্রায় সমান অনুপাতে অতিবেগুনি, দৃশ্যমান এবং অবলোহিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য জুড়ে বিস্তৃত থাকে। অতিবেগুনি অংশে UVC (২০০ থেকে ২৮০ ন্যানোমিটার), UVB (২৮০ থেকে ৩১৫ ন্যানোমিটার), UVA (৩১৫ থেকে ৪০০ ন্যানোমিটার) এবং UVV (৪০০ থেকে ৪৫০ ন্যানোমিটার) তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মিশ্রণ থাকে। যে ল্যাম্পগুলো ২৪০ ন্যানোমিটারের কম তরঙ্গদৈর্ঘ্যে UVC নির্গত করে, সেগুলো ওজোন তৈরি করে এবং এর জন্য নিষ্কাশন বা পরিস্রাবণের প্রয়োজন হয়।

পারদ বাষ্প বাতির বর্ণালীগত আউটপুট অল্প পরিমাণে ডোপ্যান্ট, যেমন: লোহা (Fe), গ্যালিয়াম (Ga), সীসা (Pb), টিন (Sn), বিসমাথ (Bi), বা ইন্ডিয়াম (In) যোগ করে পরিবর্তন করা যেতে পারে। যোগ করা ধাতুগুলো প্লাজমার গঠন পরিবর্তন করে এবং ফলস্বরূপ, ক্যাটায়নগুলো যখন ইলেকট্রন গ্রহণ করে তখন নির্গত শক্তিও পরিবর্তিত হয়। অতিরিক্ত ধাতুযুক্ত বাতিগুলোকে ডোপড, অ্যাডিটিভ এবং মেটাল হ্যালাইড বলা হয়। বেশিরভাগ UV-ফর্মুলেটেড কালি, কোটিং, আঠা এবং এক্সট্রুশন হয় স্ট্যান্ডার্ড পারদ- (Hg) অথবা লোহা- (Fe) ডোপড বাতির আউটপুটের সাথে মেলানোর জন্য ডিজাইন করা হয়। লোহা-ডোপড বাতিগুলো UV আউটপুটের একটি অংশকে দীর্ঘতর, প্রায়-দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরিয়ে দেয়, যার ফলে ঘন, অধিক রঞ্জকযুক্ত ফর্মুলেশনের মধ্য দিয়ে আরও ভালোভাবে প্রবেশ করতে পারে। টাইটানিয়াম ডাইঅক্সাইডযুক্ত UV ফর্মুলেশনগুলো গ্যালিয়াম (GA)-ডোপড বাতির সাহায্যে ভালোভাবে জমাট বাঁধে। এর কারণ হলো গ্যালিয়াম বাতিগুলো UV আউটপুটের একটি উল্লেখযোগ্য অংশকে ৩৮০ nm-এর চেয়ে দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরিয়ে দেয়। যেহেতু টাইটানিয়াম ডাইঅক্সাইড অ্যাডিটিভগুলো সাধারণত ৩৮০ ন্যানোমিটারের উপরের আলো শোষণ করে না, তাই সাদা ফর্মুলেশনের গ্যালিয়াম ল্যাম্প ব্যবহার করলে অ্যাডিটিভের পরিবর্তে ফটোইনিশিয়েটরগুলো দ্বারা আরও বেশি ইউভি শক্তি শোষিত হতে পারে।

স্পেকট্রাল প্রোফাইল ফর্মুলেটর এবং ব্যবহারকারীদের একটি নির্দিষ্ট ল্যাম্প ডিজাইনের বিকিরিত আউটপুট ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রাম জুড়ে কীভাবে বণ্টিত হয়, তার একটি চাক্ষুষ উপস্থাপনা প্রদান করে। যদিও বাষ্পীভূত পারদ এবং সংযোজিত ধাতুগুলির নির্দিষ্ট বিকিরণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, কোয়ার্টজ টিউবের ভিতরে থাকা উপাদান এবং নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলির সুনির্দিষ্ট মিশ্রণ, সেইসাথে ল্যাম্পের গঠন এবং কিউরিং সিস্টেমের ডিজাইন—এই সবই ইউভি আউটপুটকে প্রভাবিত করে। খোলা বাতাসে কোনো ল্যাম্প সরবরাহকারীর দ্বারা চালিত ও পরিমাপকৃত একটি নন-ইন্টিগ্রেটেড ল্যাম্পের স্পেকট্রাল আউটপুট, সঠিকভাবে ডিজাইন করা রিফ্লেক্টর এবং কুলিং ব্যবস্থা সহ একটি ল্যাম্প হেডের মধ্যে স্থাপিত ল্যাম্পের স্পেকট্রাল আউটপুট থেকে ভিন্ন হবে। স্পেকট্রাল প্রোফাইল ইউভি সিস্টেম সরবরাহকারীদের কাছ থেকে সহজেই পাওয়া যায় এবং ফর্মুলেশন উন্নয়ন ও ল্যাম্প নির্বাচনের ক্ষেত্রে এটি সহায়ক।

একটি সাধারণ স্পেকট্রাল প্রোফাইলে y-অক্ষে স্পেকট্রাল ইরেডিয়েন্স এবং x-অক্ষে তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থাপন করা হয়। স্পেকট্রাল ইরেডিয়েন্স বিভিন্ন উপায়ে প্রদর্শন করা যেতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে পরম মান (যেমন W/cm²/nm) অথবা যথেচ্ছ, আপেক্ষিক বা নর্মালাইজড (এককবিহীন) পরিমাপ। প্রোফাইলগুলো সাধারণত একটি লাইন চার্ট বা একটি বার চার্ট হিসাবে তথ্য প্রদর্শন করে, যা আউটপুটকে ১০ nm ব্যান্ডে বিভক্ত করে। নিম্নলিখিত মার্কারি আর্ক ল্যাম্পের স্পেকট্রাল আউটপুট গ্রাফটি GEW-এর সিস্টেমগুলোর জন্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাপেক্ষে আপেক্ষিক ইরেডিয়েন্স দেখায় (চিত্র ১)।

চিত্র ১ »পারদ এবং লোহার বর্ণালী নির্গমন চার্ট।
ইউরোপ ও এশিয়ায় ইউভি-নিঃসরণকারী কোয়ার্টজ টিউবকে বোঝাতে ‘ল্যাম্প’ শব্দটি ব্যবহৃত হয়, অন্যদিকে উত্তর ও দক্ষিণ আমেরিকার লোকেরা সাধারণত ‘বাল্ব’ এবং ‘ল্যাম্প’ শব্দ দুটিই ব্যবহার করে থাকে। ‘ল্যাম্প’ এবং ‘ল্যাম্প হেড’ উভয়ই সেই সম্পূর্ণ কাঠামোটিকে বোঝায়, যার মধ্যে কোয়ার্টজ টিউব এবং অন্যান্য সমস্ত যান্ত্রিক ও বৈদ্যুতিক উপাদান থাকে।

ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প

ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প সিস্টেমে একটি ল্যাম্প হেড, একটি কুলিং ফ্যান বা চিলার, একটি পাওয়ার সাপ্লাই এবং একটি হিউম্যান-মেশিন ইন্টারফেস (HMI) থাকে। ল্যাম্প হেডের মধ্যে একটি ল্যাম্প (বাল্ব), একটি রিফ্লেক্টর, একটি ধাতব কেসিং বা হাউজিং, একটি শাটার অ্যাসেম্বলি এবং কখনও কখনও একটি কোয়ার্টজ উইন্ডো বা ওয়্যার গার্ড অন্তর্ভুক্ত থাকে। GEW তার কোয়ার্টজ টিউব, রিফ্লেক্টর এবং শাটার মেকানিজমগুলোকে ক্যাসেট অ্যাসেম্বলির ভেতরে স্থাপন করে, যা বাইরের ল্যাম্প হেড কেসিং বা হাউজিং থেকে সহজেই সরানো যায়। একটি GEW ক্যাসেট সাধারণত একটিমাত্র অ্যালেন রেঞ্চ ব্যবহার করে কয়েক সেকেন্ডের মধ্যেই সরানো যায়। যেহেতু অ্যাপ্লিকেশন এবং বাজার অনুযায়ী UV আউটপুট, ল্যাম্প হেডের সামগ্রিক আকার ও আকৃতি, সিস্টেমের বৈশিষ্ট্য এবং আনুষঙ্গিক সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তা ভিন্ন হয়, তাই ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প সিস্টেমগুলো সাধারণত একটি নির্দিষ্ট শ্রেণীর অ্যাপ্লিকেশন বা একই ধরনের মেশিনের জন্য ডিজাইন করা হয়।

মার্কারি ভেপার ল্যাম্প কোয়ার্টজ টিউব থেকে ৩৬০° আলো নির্গত করে। আর্ক ল্যাম্প সিস্টেমে ল্যাম্পের পাশে এবং পিছনে রিফ্লেক্টর ব্যবহার করা হয়, যা ল্যাম্প হেডের সামনে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে আলোর বেশিরভাগ অংশ ধরে রাখে এবং সেটিকে কেন্দ্রীভূত করে। এই দূরত্বটি ফোকাস নামে পরিচিত এবং এখানেই আলোর তীব্রতা সবচেয়ে বেশি হয়। আর্ক ল্যাম্প সাধারণত ফোকাসে ৫ থেকে ১২ ওয়াট/বর্গ সেন্টিমিটার পর্যন্ত আলো নির্গত করে। যেহেতু ল্যাম্প হেড থেকে নির্গত প্রায় ৭০% ইউভি রশ্মি রিফ্লেক্টর থেকে আসে, তাই রিফ্লেক্টর পরিষ্কার রাখা এবং নির্দিষ্ট সময় পর পর তা প্রতিস্থাপন করা জরুরি। রিফ্লেক্টর পরিষ্কার বা প্রতিস্থাপন না করা অপর্যাপ্ত কিউরিং-এর একটি সাধারণ কারণ।

৩০ বছরেরও বেশি সময় ধরে, GEW তার কিউরিং সিস্টেমের কার্যকারিতা উন্নত করে আসছে, নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন ও বাজারের চাহিদা মেটাতে ফিচার এবং আউটপুট কাস্টমাইজ করছে, এবং ইন্টিগ্রেশন অ্যাকসেসরিজের একটি বিশাল পোর্টফোলিও তৈরি করছে। ফলস্বরূপ, GEW-এর আজকের বাণিজ্যিক পণ্যগুলিতে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে কম্প্যাক্ট হাউজিং ডিজাইন, অধিক UV প্রতিফলন এবং হ্রাসকৃত ইনফ্রারেডের জন্য অপ্টিমাইজ করা রিফ্লেক্টর, শব্দহীন ইন্টিগ্রাল শাটার মেকানিজম, ওয়েব স্কার্ট ও স্লট, ক্ল্যাম-শেল ওয়েব ফিডিং, নাইট্রোজেন ইনারশন, পজিটিভলি প্রেসারাইজড হেড, টাচ-স্ক্রিন অপারেটর ইন্টারফেস, সলিড-স্টেট পাওয়ার সাপ্লাই, অধিকতর পরিচালনগত দক্ষতা, UV আউটপুট মনিটরিং, এবং রিমোট সিস্টেম মনিটরিং।

যখন মাঝারি-চাপের ইলেকট্রোড ল্যাম্পগুলো চালু থাকে, তখন কোয়ার্টজ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা ৬০০ °C থেকে ৮০০ °C-এর মধ্যে থাকে এবং অভ্যন্তরীণ প্লাজমার তাপমাত্রা কয়েক হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস হয়। ল্যাম্পের সঠিক পরিচালন তাপমাত্রা বজায় রাখা এবং বিকিরিত ইনফ্রারেড শক্তির কিছু অংশ অপসারণ করার প্রধান উপায় হলো জোরপূর্বক বায়ু সরবরাহ। GEW এই বায়ু নেতিবাচকভাবে সরবরাহ করে; এর অর্থ হলো, বায়ু কেসিং-এর মধ্য দিয়ে, রিফ্লেক্টর এবং ল্যাম্প বরাবর টেনে নেওয়া হয় এবং অ্যাসেম্বলির বাইরে ও মেশিন বা কিউরিং পৃষ্ঠ থেকে দূরে নির্গত করা হয়। E4C-এর মতো কিছু GEW সিস্টেমে লিকুইড কুলিং ব্যবহার করা হয়, যা সামান্য বেশি UV আউটপুট সক্ষম করে এবং ল্যাম্প হেডের সামগ্রিক আকার হ্রাস করে।

ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্পের ওয়ার্ম-আপ এবং কুল-ডাউন চক্র থাকে। ন্যূনতম শীতলীকরণের মাধ্যমে ল্যাম্প চালু করা হয়। এটি পারদ প্লাজমাকে কাঙ্ক্ষিত কার্যকরী তাপমাত্রায় পৌঁছাতে, মুক্ত ইলেকট্রন ও ক্যাটায়ন তৈরি করতে এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ সক্ষম করতে সাহায্য করে। যখন ল্যাম্প হেডটি বন্ধ করা হয়, তখন কোয়ার্টজ টিউবটিকে সমানভাবে ঠান্ডা করার জন্য শীতলীকরণ প্রক্রিয়াটি আরও কয়েক মিনিট চলতে থাকে। একটি অতিরিক্ত গরম ল্যাম্প পুনরায় চালু হয় না এবং সেটিকে অবশ্যই ঠান্ডা হতে হয়। স্টার্ট-আপ এবং কুল-ডাউন চক্রের দীর্ঘ সময়কাল, সেইসাথে প্রতিটি ভোল্টেজ স্ট্রাইকের সময় ইলেকট্রোডের ক্ষয়ের কারণেই জিইডব্লিউ (GEW) ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প অ্যাসেম্বলিতে সর্বদা নিউম্যাটিক শাটার মেকানিজম সংযুক্ত করা হয়। চিত্র ২-এ বায়ু-শীতল (E2C) এবং তরল-শীতল (E4C) ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প দেখানো হয়েছে।

চিত্র ২ »তরল-শীতলীকৃত (E4C) এবং বায়ু-শীতলীকৃত (E2C) ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্প।

ইউভি এলইডি ল্যাম্প

সেমিকন্ডাক্টর হলো কঠিন, স্ফটিকাকার পদার্থ যা কিছুটা পরিবাহী। একটি সেমিকন্ডাক্টরের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ একটি অন্তরকের চেয়ে ভালোভাবে প্রবাহিত হয়, কিন্তু একটি ধাতব পরিবাহীর মতো ততটা ভালোভাবে নয়। প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত কিন্তু বেশ অদক্ষ সেমিকন্ডাক্টরগুলোর মধ্যে রয়েছে সিলিকন, জার্মেনিয়াম এবং সেলেনিয়াম মৌলগুলো। আউটপুট এবং দক্ষতার জন্য পরিকল্পিত কৃত্রিমভাবে তৈরি সেমিকন্ডাক্টরগুলো হলো যৌগিক পদার্থ, যার স্ফটিক কাঠামোর মধ্যে অপদ্রব্যগুলো সুনির্দিষ্টভাবে প্রবেশ করানো থাকে। ইউভি এলইডি-র ক্ষেত্রে, অ্যালুমিনিয়াম গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (AlGaN) একটি বহুল ব্যবহৃত উপাদান।

সেমিকন্ডাক্টর আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের একটি মৌলিক উপাদান এবং এগুলো থেকে ট্রানজিস্টর, ডায়োড, লাইট-এমিটিং ডায়োড ও মাইক্রোপ্রসেসর তৈরি করা হয়। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলো বৈদ্যুতিক সার্কিটে সমন্বিত থাকে এবং মোবাইল ফোন, ল্যাপটপ, ট্যাবলেট, বিভিন্ন অ্যাপ্লায়েন্স, বিমান, গাড়ি, রিমোট কন্ট্রোলার, এমনকি শিশুদের খেলনার মতো পণ্যের ভেতরে স্থাপন করা হয়। এই ক্ষুদ্র কিন্তু শক্তিশালী উপাদানগুলো দৈনন্দিন পণ্যগুলোকে কার্যকর করার পাশাপাশি সেগুলোকে আরও ছোট, পাতলা, হালকা এবং সাশ্রয়ী হতে সাহায্য করে।

এলইডি-র বিশেষ ক্ষেত্রে, সুনির্দিষ্টভাবে ডিজাইন করা এবং তৈরি করা সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলো একটি ডিসি পাওয়ার সোর্সের সাথে সংযুক্ত হলে তুলনামূলকভাবে সংকীর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো নির্গত করে। প্রতিটি এলইডি-র পজিটিভ অ্যানোড (+) থেকে নেগেটিভ ক্যাথোড (-) পর্যন্ত বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলেই কেবল আলো উৎপন্ন হয়। যেহেতু এলইডি-র আউটপুট দ্রুত ও সহজে নিয়ন্ত্রণযোগ্য এবং প্রায়-একবর্ণী, তাই এলইডি নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য আদর্শভাবে উপযুক্ত: নির্দেশক বাতি; ইনফ্রারেড যোগাযোগ সংকেত; টিভি, ল্যাপটপ, ট্যাবলেট এবং স্মার্টফোনের ব্যাকলাইটিং; ইলেকট্রনিক সাইন, বিলবোর্ড এবং জম্বোট্রন; এবং ইউভি কিউরিং।

একটি এলইডি হলো একটি পজিটিভ-নেগেটিভ জাংশন (পিএন জাংশন)। এর মানে হলো, এলইডি-র এক অংশে ধনাত্মক চার্জ থাকে এবং একে অ্যানোড (+) বলা হয়, এবং অন্য অংশে ঋণাত্মক চার্জ থাকে এবং একে ক্যাথোড (-) বলা হয়। যদিও উভয় দিকই তুলনামূলকভাবে পরিবাহী, কিন্তু জাংশনের সীমানা যেখানে দুটি দিক মিলিত হয়, যা ডিপ্লেশন জোন নামে পরিচিত, তা পরিবাহী নয়। যখন একটি ডাইরেক্ট কারেন্ট (ডিসি) পাওয়ার সোর্সের ধনাত্মক (+) টার্মিনাল এলইডি-র অ্যানোড (+)-এর সাথে এবং সোর্সের ঋণাত্মক (-) টার্মিনাল ক্যাথোড (-)-এর সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন ক্যাথোডের ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন এবং অ্যানোডের ধনাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন শূন্যস্থানগুলো পাওয়ার সোর্স দ্বারা বিকর্ষিত হয় এবং ডিপ্লেশন জোনের দিকে চালিত হয়। এটি একটি ফরোয়ার্ড বায়াস, এবং এর ফলে অপরিবাহী সীমানাটি অতিক্রম করা হয়। এর ফলস্বরূপ, এন-টাইপ অঞ্চলের মুক্ত ইলেকট্রনগুলো সীমানা অতিক্রম করে পি-টাইপ অঞ্চলের শূন্যস্থান পূরণ করে। ইলেকট্রনগুলো যখন সীমানা অতিক্রম করে, তখন তারা নিম্ন শক্তির একটি অবস্থায় রূপান্তরিত হয়। শক্তির এই সংশ্লিষ্ট হ্রাস অর্ধপরিবাহী থেকে আলোর ফোটন হিসেবে নির্গত হয়।

যে উপাদান এবং ডোপ্যান্টগুলো এলইডি-র স্ফটিক কাঠামো তৈরি করে, সেগুলোই এর বর্ণালীগত আউটপুট নির্ধারণ করে। বর্তমানে, বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ এলইডি কিউরিং সোর্সগুলোর অতিবেগুনি রশ্মির আউটপুট ৩৬৫, ৩৮৫, ৩৯৫ এবং ৪০৫ ন্যানোমিটারে কেন্দ্রীভূত থাকে, এগুলোর সাধারণ সহনশীলতা ±৫ ন্যানোমিটার এবং বর্ণালী বিন্যাস গাউসীয়। সর্বোচ্চ বর্ণালী বিকিরণ (W/cm²/nm) যত বেশি হয়, বেল কার্ভের চূড়া তত উঁচু হয়। যদিও ২৭৫ থেকে ২৮৫ ন্যানোমিটারের মধ্যে ইউভিসি রশ্মির উন্নয়ন চলছে, এর আউটপুট, আয়ুষ্কাল, নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচ এখনও কিউরিং সিস্টেম ও বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বাণিজ্যিকভাবে লাভজনক নয়।

যেহেতু বর্তমানে ইউভি-এলইডি-র আউটপুট দীর্ঘতর ইউভিএ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সীমাবদ্ধ, তাই একটি ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেম মাঝারি-চাপের পারদ বাষ্প বাতির বৈশিষ্ট্যসূচক ব্রডব্যান্ড বর্ণালী আউটপুট নির্গত করে না। এর মানে হলো, ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেমগুলো ইউভিসি, ইউভিবি, বেশিরভাগ দৃশ্যমান আলো এবং তাপ-উৎপাদনকারী ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্গত করে না। যদিও এটি ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেমগুলোকে আরও বেশি তাপ-সংবেদনশীল প্রয়োগে ব্যবহার করার সুযোগ করে দেয়, তবে মাঝারি-চাপের পারদ বাতির জন্য তৈরি বিদ্যমান কালি, আবরণ এবং আঠাকে অবশ্যই ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেমের জন্য নতুন করে তৈরি করতে হবে। সৌভাগ্যবশত, রাসায়নিক সরবরাহকারীরা ক্রমবর্ধমানভাবে ডুয়াল কিউর হিসেবে পণ্য ডিজাইন করছে। এর মানে হলো, একটি ডুয়াল-কিউর ফর্মুলেশন যা ইউভি-এলইডি বাতি দিয়ে কিউর করার জন্য তৈরি, তা পারদ বাষ্প বাতি দিয়েও কিউর হবে (চিত্র ৩)।

চিত্র ৩ »এলইডি-র বর্ণালী আউটপুট চার্ট।

GEW-এর UV-LED কিউরিং সিস্টেমগুলো নির্গমনকারী উইন্ডোতে প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে ৩০ ওয়াট পর্যন্ত আলো নির্গত করে। ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্পের মতো নয়, UV-LED কিউরিং সিস্টেমে এমন কোনো প্রতিফলক থাকে না যা আলোক রশ্মিকে একটি নির্দিষ্ট স্থানে কেন্দ্রীভূত করে। ফলে, UV-LED-এর সর্বোচ্চ বিকিরণ নির্গমনকারী উইন্ডোর কাছাকাছি ঘটে। ল্যাম্প হেড এবং কিউরিং পৃষ্ঠের মধ্যে দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে নির্গত UV-LED রশ্মিগুলো একে অপরের থেকে দূরে সরে যায়। এটি কিউরিং পৃষ্ঠে পৌঁছানো আলোর ঘনত্ব এবং বিকিরণের মাত্রা কমিয়ে দেয়। যদিও ক্রসলিংকিংয়ের জন্য সর্বোচ্চ বিকিরণ গুরুত্বপূর্ণ, ক্রমবর্ধমান উচ্চ বিকিরণ সবসময় সুবিধাজনক নয় এবং এটি এমনকি অধিক ক্রসলিংকিং ঘনত্বকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে। তরঙ্গদৈর্ঘ্য (ন্যানোমিটার), বিকিরণ (ওয়াট/বর্গ সেন্টিমিটার) এবং শক্তি ঘনত্ব (জুল/বর্গ সেন্টিমিটার) সবগুলোই কিউরিং প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, এবং UV-LED উৎস নির্বাচনের সময় কিউরিংয়ের উপর এদের সম্মিলিত প্রভাব সঠিকভাবে বোঝা উচিত।

এলইডি হলো ল্যাম্বার্টিয়ান উৎস। অন্য কথায়, প্রতিটি ইউভি এলইডি একটি সম্পূর্ণ ৩৬০° x ১৮০° গোলার্ধ জুড়ে অভিন্ন সম্মুখ আউটপুট নির্গত করে। অসংখ্য ইউভি এলইডি, যার প্রতিটি প্রায় এক মিলিমিটার বর্গক্ষেত্রের মতো, একটি একক সারিতে, সারি ও কলামের একটি ম্যাট্রিক্সে, বা অন্য কোনো বিন্যাসে সাজানো থাকে। এই উপ-সমাবেশগুলো, যা মডিউল বা অ্যারে নামে পরিচিত, এলইডিগুলোর মধ্যে এমন ব্যবধান রেখে ডিজাইন করা হয় যা ফাঁকের মধ্যে আলোর মিশ্রণ নিশ্চিত করে এবং ডায়োড শীতলীকরণে সহায়তা করে। এরপর একাধিক মডিউল বা অ্যারে বড় সমাবেশে সাজিয়ে বিভিন্ন আকারের ইউভি কিউরিং সিস্টেম তৈরি করা হয় (চিত্র ৪ এবং ৫)। একটি ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেম তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় অতিরিক্ত উপাদানগুলোর মধ্যে রয়েছে হিট সিঙ্ক, নির্গমনকারী জানালা, ইলেকট্রনিক ড্রাইভার, ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই, একটি লিকুইড কুলিং সিস্টেম বা চিলার, এবং একটি হিউম্যান মেশিন ইন্টারফেস (এইচএমআই)।

চিত্র ৪ »ওয়েবের জন্য লিওএলইডি সিস্টেম।

চিত্র ৫ »দ্রুতগতির মাল্টি-ল্যাম্প ইনস্টলেশনের জন্য লিওএলইডি সিস্টেম।

যেহেতু ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেমগুলো ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিকিরণ করে না, তাই এগুলো মার্কারি ভেপার ল্যাম্পের তুলনায় কিউরিং পৃষ্ঠে স্বাভাবিকভাবেই কম তাপশক্তি স্থানান্তর করে। কিন্তু এর মানে এই নয় যে ইউভি-এলইডিকে কোল্ড-কিউরিং প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচনা করা উচিত। ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেমগুলো অত্যন্ত উচ্চ পিক ইরেডিয়েন্স নির্গত করতে পারে এবং অতিবেগুনি তরঙ্গদৈর্ঘ্য হলো এক প্রকার শক্তি। রাসায়নিক প্রক্রিয়া দ্বারা যেটুকু শক্তি শোষিত হয় না, তা নিচের অংশ বা সাবস্ট্রেট এবং আশেপাশের যন্ত্রাংশগুলোকে উত্তপ্ত করে তোলে।

ইউভি এলইডি-গুলোও এক প্রকার বৈদ্যুতিক উপাদান, যার অদক্ষতার কারণ হলো কাঁচা সেমিকন্ডাক্টরের নকশা ও নির্মাণ, সেইসাথে এলইডি-গুলোকে বৃহত্তর কিউরিং ইউনিটে প্যাকেজ করার জন্য ব্যবহৃত উৎপাদন পদ্ধতি ও উপাদানসমূহ। যেখানে একটি মার্কারি ভেপার কোয়ার্টজ টিউবের তাপমাত্রা কার্যকালীন সময়ে ৬০০ থেকে ৮০০ °C-এর মধ্যে রাখতে হয়, সেখানে এলইডি-র পিএন জংশনের তাপমাত্রা অবশ্যই ১২০ °C-এর নিচে থাকতে হবে। একটি ইউভি-এলইডি অ্যারেতে ব্যবহৃত বিদ্যুতের মাত্র ৩৫-৫০% অতিবেগুনি রশ্মিতে রূপান্তরিত হয় (যা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল)। বাকি অংশ তাপে রূপান্তরিত হয়, যা কাঙ্ক্ষিত জংশন তাপমাত্রা বজায় রাখতে এবং নির্দিষ্ট সিস্টেমের বিকিরণ, শক্তি ঘনত্ব ও সমরূপতা নিশ্চিত করার পাশাপাশি দীর্ঘ জীবনকালের জন্য অপসারণ করা আবশ্যক। এলইডি-গুলো সহজাতভাবেই দীর্ঘস্থায়ী সলিড-স্টেট ডিভাইস, এবং দীর্ঘ জীবনকালের বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য সঠিকভাবে নকশা করা ও রক্ষণাবেক্ষণ করা শীতলীকরণ ব্যবস্থা সহ বৃহত্তর অ্যাসেম্বলিতে এলইডি-গুলোকে একীভূত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সব ইউভি-কিউরিং সিস্টেম একরকম নয়, এবং ত্রুটিপূর্ণভাবে ডিজাইন করা ও শীতলীকরণ ব্যবস্থাযুক্ত ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেম অতিরিক্ত গরম হয়ে মারাত্মকভাবে বিকল হয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে।

আর্ক/এলইডি হাইব্রিড ল্যাম্প

যেকোনো বাজারে যেখানে বিদ্যমান প্রযুক্তির বিকল্প হিসেবে একেবারে নতুন প্রযুক্তি চালু করা হয়, সেখানে এর গ্রহণ নিয়ে উদ্বেগ এবং কার্যকারিতা নিয়ে সংশয় থাকতে পারে। সম্ভাব্য ব্যবহারকারীরা প্রায়শই এর গ্রহণ বিলম্বিত করেন, যতক্ষণ না একটি সুপ্রতিষ্ঠিত ইনস্টলেশন বেস তৈরি হয়, কেস স্টাডি প্রকাশিত হয়, ব্যাপকভাবে ইতিবাচক প্রশংসাপত্র প্রচারিত হতে শুরু করে, এবং/অথবা তারা তাদের পরিচিত ও বিশ্বস্ত ব্যক্তি এবং সংস্থা থেকে সরাসরি অভিজ্ঞতা বা রেফারেন্স পান। একটি সম্পূর্ণ বাজার পুরোনোকে পুরোপুরি ত্যাগ করে নতুনে সম্পূর্ণরূপে রূপান্তরিত হওয়ার আগে প্রায়শই অকাট্য প্রমাণের প্রয়োজন হয়। এটিও সাহায্য করে না যে সাফল্যের গল্পগুলো কঠোরভাবে গোপন রাখা হয়, কারণ প্রাথমিক ব্যবহারকারীরা চান না যে প্রতিযোগীরা তুলনীয় সুবিধাগুলো উপলব্ধি করুক। ফলস্বরূপ, হতাশার বাস্তব এবং অতিরঞ্জিত উভয় ধরনের কাহিনীই কখনও কখনও বাজার জুড়ে প্রতিধ্বনিত হতে পারে, যা নতুন প্রযুক্তির প্রকৃত গুণাবলীকে আড়াল করে এবং এর গ্রহণকে আরও বিলম্বিত করে।

ইতিহাস জুড়ে, এবং নতুন প্রযুক্তি গ্রহণে অনীহার বিপরীতে, হাইব্রিড ডিজাইন প্রায়শই প্রচলিত ও নতুন প্রযুক্তির মধ্যে একটি অন্তর্বর্তীকালীন সেতু হিসেবে সমাদৃত হয়েছে। হাইব্রিড ব্যবহারকারীদের আত্মবিশ্বাস অর্জন করতে এবং বর্তমান সক্ষমতা বিসর্জন না দিয়েই নতুন পণ্য বা পদ্ধতি কখন ও কীভাবে ব্যবহার করা উচিত, তা নিজেরাই নির্ধারণ করতে সাহায্য করে। ইউভি কিউরিং-এর ক্ষেত্রে, একটি হাইব্রিড সিস্টেম ব্যবহারকারীদের মার্কারি ভেপার ল্যাম্প এবং এলইডি প্রযুক্তির মধ্যে দ্রুত ও সহজে অদলবদল করার সুযোগ দেয়। একাধিক কিউরিং স্টেশনযুক্ত লাইনের জন্য, হাইব্রিড সিস্টেম প্রেসগুলোকে ১০০% এলইডি, ১০০% মার্কারি ভেপার, অথবা কোনো নির্দিষ্ট কাজের জন্য প্রয়োজনীয় এই দুই প্রযুক্তির যেকোনো মিশ্রণে চালানোর সুযোগ করে দেয়।

GEW ওয়েব কনভার্টারদের জন্য আর্ক/এলইডি হাইব্রিড সিস্টেম সরবরাহ করে। এই সমাধানটি GEW-এর বৃহত্তম বাজার, ন্যারো-ওয়েব লেবেলের জন্য তৈরি করা হয়েছিল, কিন্তু এই হাইব্রিড ডিজাইনটি অন্যান্য ওয়েব এবং নন-ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনেও ব্যবহার করা যায় (চিত্র ৬)। আর্ক/এলইডি সিস্টেমে একটি সাধারণ ল্যাম্প হেড হাউজিং থাকে, যেখানে মার্কারি ভেপার বা এলইডি ক্যাসেট উভয়ই স্থাপন করা যায়। উভয় ক্যাসেটই একটি সার্বজনীন পাওয়ার এবং কন্ট্রোল সিস্টেম দ্বারা চালিত হয়। সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ ইন্টেলিজেন্স ক্যাসেটের প্রকারভেদের মধ্যে পার্থক্য করতে সক্ষম করে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে উপযুক্ত পাওয়ার, কুলিং এবং অপারেটর ইন্টারফেস সরবরাহ করে। GEW-এর মার্কারি ভেপার বা এলইডি ক্যাসেট যেকোনোটি খোলা বা লাগানো সাধারণত একটিমাত্র অ্যালেন রেঞ্চ ব্যবহার করে কয়েক সেকেন্ডের মধ্যেই সম্পন্ন করা যায়।

চিত্র ৬ »ওয়েবের জন্য আর্ক/এলইডি সিস্টেম

এক্সাইমার ল্যাম্প

এক্সাইমার ল্যাম্প হলো এক প্রকার গ্যাস-ডিসচার্জ ল্যাম্প যা প্রায়-একবর্ণী অতিবেগুনি শক্তি নির্গত করে। যদিও এক্সাইমার ল্যাম্প বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে পাওয়া যায়, তবে এর সাধারণ অতিবেগুনি বিকিরণ মূলত ১৭২, ২২২, ৩০৮ এবং ৩৫১ ন্যানোমিটারে কেন্দ্রীভূত থাকে। ১৭২-ন্যানোমিটার এক্সাইমার ল্যাম্প ভ্যাকুয়াম ইউভি ব্যান্ডের (১০০ থেকে ২০০ ন্যানোমিটার) অন্তর্ভুক্ত, যেখানে ২২২ ন্যানোমিটার হলো শুধুমাত্র ইউভিসি (২০০ থেকে ২৮০ ন্যানোমিটার)। ৩০৮-ন্যানোমিটার এক্সাইমার ল্যাম্প ইউভিবি (২৮০ থেকে ৩১৫ ন্যানোমিটার) নির্গত করে এবং ৩৫১ ন্যানোমিটার হলো পুরোপুরি ইউভিএ (৩১৫ থেকে ৪০০ ন্যানোমিটার)।

১৭২-ন্যানোমিটার ভ্যাকুয়াম ইউভি তরঙ্গদৈর্ঘ্য ইউভিসি-এর চেয়ে ছোট এবং এতে শক্তি বেশি থাকে; তবে, এগুলো পদার্থের খুব গভীরে প্রবেশ করতে পারে না। প্রকৃতপক্ষে, ইউভি-ফর্মুলেটেড রাসায়নিক পদার্থের উপরের ১০ থেকে ২০০ ন্যানোমিটারের মধ্যেই ১৭২-ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্য সম্পূর্ণরূপে শোষিত হয়ে যায়। ফলে, ১৭২-ন্যানোমিটার এক্সাইমার ল্যাম্পগুলো শুধুমাত্র ইউভি ফর্মুলেশনের সবচেয়ে বাইরের পৃষ্ঠকে ক্রসলিঙ্ক করতে পারে এবং এগুলোকে অবশ্যই অন্যান্য কিউরিং ডিভাইসের সাথে একত্রে ব্যবহার করতে হয়। যেহেতু ভ্যাকুয়াম ইউভি তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাতাস দ্বারাও শোষিত হয়, তাই ১৭২-ন্যানোমিটার এক্সাইমার ল্যাম্প অবশ্যই একটি নাইট্রোজেন-নিষ্ক্রিয় পরিবেশে চালাতে হবে।

বেশিরভাগ এক্সাইমার ল্যাম্প একটি কোয়ার্টজ টিউব দিয়ে গঠিত যা একটি ডাইইলেকট্রিক বাধা হিসাবে কাজ করে। টিউবটি বিরল গ্যাস দ্বারা পূর্ণ থাকে যা এক্সাইমার বা এক্সিপ্লেক্স অণু তৈরি করতে সক্ষম (চিত্র ৭)। বিভিন্ন গ্যাস বিভিন্ন অণু তৈরি করে, এবং এই বিভিন্ন উত্তেজিত অণুগুলি নির্ধারণ করে যে ল্যাম্প থেকে কোন তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্গত হবে। কোয়ার্টজ টিউবের ভেতরের দৈর্ঘ্য বরাবর একটি উচ্চ-ভোল্টেজ ইলেকট্রোড এবং বাইরের দৈর্ঘ্য বরাবর গ্রাউন্ড ইলেকট্রোড থাকে। উচ্চ কম্পাঙ্কে ল্যাম্পে ভোল্টেজ স্পন্দিত করা হয়। এর ফলে অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রোডের মধ্যে ইলেকট্রন প্রবাহিত হয় এবং গ্যাস মিশ্রণের মধ্য দিয়ে বাইরের গ্রাউন্ড ইলেকট্রোডের দিকে ডিসচার্জ হয়। এই বৈজ্ঞানিক ঘটনাটি ডাইইলেকট্রিক ব্যারিয়ার ডিসচার্জ (ডিবিডি) নামে পরিচিত। ইলেকট্রন যখন গ্যাসের মধ্য দিয়ে যায়, তখন তারা পরমাণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং শক্তিপ্রাপ্ত বা আয়নিত প্রজাতি তৈরি করে যা এক্সাইমার বা এক্সিপ্লেক্স অণু উৎপন্ন করে। এক্সাইমার এবং এক্সিপ্লেক্স অণুর জীবনকাল অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত, এবং যখন তারা উত্তেজিত অবস্থা থেকে গ্রাউন্ড অবস্থায় ভেঙে যায়, তখন প্রায়-একবর্ণী বিন্যাসের ফোটন নির্গত হয়।

চিত্র ৭ »এক্সাইমার ল্যাম্প

পারদ বাষ্প বাতির মতো নয়, এক্সাইমার বাতির কোয়ার্টজ টিউবের পৃষ্ঠভাগ গরম হয় না। ফলে, বেশিরভাগ এক্সাইমার বাতি খুব সামান্য বা কোনো শীতলীকরণ ছাড়াই চলে। অন্য ক্ষেত্রে, অল্প মাত্রার শীতলীকরণের প্রয়োজন হয়, যা সাধারণত নাইট্রোজেন গ্যাস দ্বারা সরবরাহ করা হয়। বাতিটির তাপীয় স্থিতিশীলতার কারণে, এক্সাইমার বাতি তাৎক্ষণিকভাবে চালু বা বন্ধ হয় এবং এর জন্য কোনো ওয়ার্ম-আপ বা কুল-ডাউন চক্রের প্রয়োজন হয় না।

যখন ১৭২ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিকিরণকারী এক্সাইমার ল্যাম্পগুলোকে কোয়াসি-মনোক্রোম্যাটিক ইউভিএ-এলইডি-কিউরিং সিস্টেম এবং ব্রডব্যান্ড মার্কারি ভেপার ল্যাম্প উভয়ের সাথে সমন্বিতভাবে ব্যবহার করা হয়, তখন ম্যাটিং সারফেস এফেক্ট তৈরি হয়। প্রথমে রাসায়নিক মিশ্রণটিকে জেল-এ পরিণত করার জন্য ইউভিএ এলইডি ল্যাম্প ব্যবহার করা হয়। এরপর পৃষ্ঠতলটিকে পলিমারাইজ করার জন্য কোয়াসি-মনোক্রোম্যাটিক এক্সাইমার ল্যাম্প ব্যবহার করা হয় এবং সবশেষে ব্রডব্যান্ড মার্কারি ল্যাম্পগুলো অবশিষ্ট রাসায়নিক মিশ্রণটিকে ক্রসলিঙ্ক করে। পৃথক পৃথক পর্যায়ে প্রয়োগ করা এই তিনটি প্রযুক্তির অনন্য বর্ণালীগত আউটপুট এমন উপকারী অপটিক্যাল এবং কার্যকরী সারফেস-কিউর এফেক্ট প্রদান করে, যা শুধুমাত্র কোনো একটি ইউভি উৎস দিয়ে অর্জন করা সম্ভব নয়।

১৭২ এবং ২২২ ন্যানোমিটারের এক্সাইমার তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিপজ্জনক জৈব পদার্থ এবং ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া ধ্বংস করতেও কার্যকর, যা এক্সাইমার ল্যাম্পকে পৃষ্ঠতল পরিষ্কার, জীবাণুমুক্তকরণ এবং পৃষ্ঠতল শক্তি চিকিৎসার জন্য ব্যবহারিক করে তোলে।

ল্যাম্পের জীবনকাল

ল্যাম্প বা বাল্বের আয়ুর ক্ষেত্রে, GEW-এর আর্ক ল্যাম্পগুলো সাধারণত ২,০০০ ঘণ্টা পর্যন্ত চলে। ল্যাম্পের আয়ু কোনো নির্দিষ্ট বিষয় নয়, কারণ সময়ের সাথে সাথে UV আউটপুট ধীরে ধীরে কমে যায় এবং এটি বিভিন্ন কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। ল্যাম্পের ডিজাইন ও গুণমান, সেইসাথে UV সিস্টেমের অপারেটিং অবস্থা এবং ফর্মুলেশনের প্রতিক্রিয়াশীলতাও গুরুত্বপূর্ণ। সঠিকভাবে ডিজাইন করা UV সিস্টেমগুলো নিশ্চিত করে যে নির্দিষ্ট ল্যাম্প (বাল্ব) ডিজাইনের জন্য প্রয়োজনীয় সঠিক শক্তি এবং শীতলীকরণ সরবরাহ করা হয়।

GEW-সরবরাহকৃত ল্যাম্প (বাল্ব) GEW কিউরিং সিস্টেমে ব্যবহৃত হলে সর্বদা দীর্ঘতম জীবনকাল প্রদান করে। সেকেন্ডারি সরবরাহকারী উৎসগুলো সাধারণত একটি নমুনা থেকে ল্যাম্পটিকে রিভার্স ইঞ্জিনিয়ারিং করে তৈরি করে, এবং এই অনুলিপিগুলোতে একই এন্ড ফিটিং, কোয়ার্টজের ব্যাস, পারদের পরিমাণ বা গ্যাস মিশ্রণ নাও থাকতে পারে, যা সবই UV রশ্মির নির্গমন এবং তাপ উৎপাদনকে প্রভাবিত করতে পারে। যখন সিস্টেমের শীতলীকরণের সাথে তাপ উৎপাদনের ভারসাম্য থাকে না, তখন ল্যাম্পটির আউটপুট এবং জীবনকাল উভয়ই ক্ষতিগ্রস্ত হয়। যে ল্যাম্পগুলো কম তাপমাত্রায় চলে, সেগুলো কম UV রশ্মি নির্গত করে। যে ল্যাম্পগুলো বেশি তাপমাত্রায় চলে, সেগুলো বেশিদিন টেকে না এবং উচ্চ পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় বেঁকে যায়।

ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্পের জীবনকাল এর কার্যকারী তাপমাত্রা, কতক্ষণ চলে এবং কতবার চালু বা চালু করা হয় তার উপর নির্ভর করে। প্রতিবার চালু করার সময় যখন একটি ল্যাম্পে উচ্চ-ভোল্টেজের আর্ক প্রয়োগ করা হয়, তখন টাংস্টেন ইলেকট্রোডের কিছুটা অংশ ক্ষয় হয়ে যায়। অবশেষে, ল্যাম্পটি আর পুনরায় চালু হয় না। ইলেকট্রোড আর্ক ল্যাম্পে শাটার ব্যবস্থা থাকে, যা চালু করা হলে ল্যাম্পের পাওয়ার বারবার চালু বা বন্ধ করার বিকল্প হিসেবে অতিবেগুনি রশ্মি নির্গমন বন্ধ করে দেয়। অধিক সক্রিয় কালি, প্রলেপ এবং আঠার ফলে ল্যাম্পের জীবনকাল দীর্ঘ হতে পারে; অন্যদিকে, কম সক্রিয় উপাদানের ক্ষেত্রে ঘন ঘন ল্যাম্প পরিবর্তনের প্রয়োজন হতে পারে।

ইউভি-এলইডি সিস্টেমগুলো প্রচলিত ল্যাম্পের তুলনায় স্বভাবতই বেশি টেকসই, কিন্তু ইউভি-এলইডি-র আয়ুও কোনো চূড়ান্ত বিষয় নয়। প্রচলিত ল্যাম্পের মতোই, ইউভি এলইডি-কেও সর্বোচ্চ চাপে চালনা করার একটি সীমা রয়েছে এবং সাধারণত এগুলিকে ১২০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম জাংশন তাপমাত্রায় কাজ করতে হয়। এলইডি-কে অতিরিক্ত চালনা করা এবং প্রয়োজনের তুলনায় কম ঠান্ডা করা হলে এর আয়ু কমে যায়, যার ফলে দ্রুত কার্যক্ষমতা হ্রাস পায় বা মারাত্মকভাবে বিকল হয়ে পড়ে। বর্তমানে সব ইউভি-এলইডি সিস্টেম সরবরাহকারী এমন ডিজাইন সরবরাহ করে না যা ২০,০০০ ঘণ্টার বেশি সর্বোচ্চ নির্ধারিত আয়ুষ্কাল পূরণ করতে পারে। উন্নত ডিজাইন ও রক্ষণাবেক্ষণ করা সিস্টেমগুলো ২০,০০০ ঘণ্টার বেশি সময় ধরে চলে, এবং নিম্নমানের সিস্টেমগুলো এর অনেক কম সময়ের মধ্যেই বিকল হয়ে যায়। সুখবর হলো, প্রতিটি নতুন ডিজাইনের সাথে এলইডি সিস্টেমের ডিজাইন ক্রমাগত উন্নত হচ্ছে এবং এর স্থায়িত্বও বাড়ছে।

ওজোন
যখন স্বল্প তরঙ্গদৈর্ঘ্যের UVC রশ্মি অক্সিজেন অণুর (O2) উপর আপতিত হয়, তখন তা অক্সিজেন অণুকে (O2) দুটি অক্সিজেন পরমাণুতে (O) বিভক্ত করে। এরপর মুক্ত অক্সিজেন পরমাণুগুলো (O) অন্যান্য অক্সিজেন অণুর (O2) সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়ে ওজোন (O3) গঠন করে। যেহেতু ভূপৃষ্ঠে দ্বি-অক্সিজেনের (O2) তুলনায় ত্রি-অক্সিজেন (O3) কম স্থিতিশীল, তাই বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে ভেসে যাওয়ার সময় ওজোন সহজেই একটি অক্সিজেন অণু (O2) এবং একটি অক্সিজেন পরমাণুতে (O) রূপান্তরিত হয়। এরপর নিষ্কাশন ব্যবস্থার (exhaust system) মধ্যে মুক্ত অক্সিজেন পরমাণুগুলো (O) পুনরায় মিলিত হয়ে অক্সিজেন অণু (O2) তৈরি করে।

শিল্পক্ষেত্রে ইউভি-কিউরিং প্রয়োগের জন্য, বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেন যখন ২৪০ ন্যানোমিটারের নিচের অতিবেগুনি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন ওজোন (O3) উৎপন্ন হয়। ব্রডব্যান্ড মার্কারি ভেপার-কিউরিং উৎসগুলো ২০০ থেকে ২৮০ ন্যানোমিটারের মধ্যে ইউভিসি (UVC) নির্গত করে, যা ওজোন উৎপাদনকারী অঞ্চলের একটি অংশের সাথে মিলে যায়, এবং এক্সাইমার ল্যাম্পগুলো ১৭২ ন্যানোমিটারে ভ্যাকুয়াম ইউভি (UV) অথবা ২২২ ন্যানোমিটারে ইউভিসি (UVC) নির্গত করে। মার্কারি ভেপার এবং এক্সাইমার কিউরিং ল্যাম্প দ্বারা সৃষ্ট ওজোন অস্থিতিশীল এবং পরিবেশের জন্য তেমন কোনো বড় উদ্বেগের কারণ নয়, কিন্তু কর্মীদের আশেপাশের এলাকা থেকে এটি অপসারণ করা আবশ্যক, কারণ এটি শ্বাসতন্ত্রের জন্য উত্তেজক এবং উচ্চ মাত্রায় বিষাক্ত। যেহেতু বাণিজ্যিক ইউভি-এলইডি কিউরিং সিস্টেমগুলো ৩৬৫ থেকে ৪০৫ ন্যানোমিটারের মধ্যে ইউভিএ (UVA) নির্গত করে, তাই ওজোন উৎপন্ন হয় না।

ওজোনের গন্ধ অনেকটা ধাতু, পোড়া তার, ক্লোরিন এবং বৈদ্যুতিক স্ফুলিঙ্গের গন্ধের মতো। মানুষের ঘ্রাণেন্দ্রিয় প্রতি মিলিয়নে ০.০১ থেকে ০.০৩ অংশ (ppm) পর্যন্ত কম মাত্রার ওজোনও শনাক্ত করতে পারে। যদিও এর মাত্রা ব্যক্তিভেদে এবং কার্যকলাপের মাত্রার ওপর নির্ভর করে, ০.৪ পিপিএম-এর বেশি ঘনত্ব শ্বাসতন্ত্রের ওপর বিরূপ প্রভাব এবং মাথাব্যথার কারণ হতে পারে। কর্মীদের ওজোনের সংস্পর্শ সীমিত করার জন্য ইউভি-কিউরিং লাইনে যথাযথ বায়ুচলাচল ব্যবস্থা স্থাপন করা উচিত।

ইউভি-কিউরিং সিস্টেমগুলো সাধারণত এমনভাবে ডিজাইন করা হয় যাতে ল্যাম্প হেড থেকে নির্গত বাতাসকে আবদ্ধ রাখা যায়। এর ফলে এটিকে নলের মাধ্যমে অপারেটরদের থেকে দূরে ভবনের বাইরে পাঠানো যায়, যেখানে অক্সিজেন ও সূর্যালোকের উপস্থিতিতে এটি স্বাভাবিকভাবে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। বিকল্পভাবে, ওজোন-মুক্ত ল্যাম্পগুলোতে একটি কোয়ার্টজ অ্যাডিটিভ থাকে যা ওজোন সৃষ্টিকারী তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে বাধা দেয়, এবং যেসব প্রতিষ্ঠান নল স্থাপন বা ছাদে ছিদ্র করা এড়াতে চায়, তারা প্রায়শই এক্সহস্ট ফ্যানের নির্গমন পথে ফিল্টার ব্যবহার করে।