高強度紫外線殺菌燈（下）

疫情期間，如何在公共場合切斷病毒的傳播是重中之重，上半部分我們介紹了紫外線燈消毒的優(yōu)點以及目前市場上紫外消毒光源在防疫中的不足，下半部分，我們將分享在射頻聚焦等離子激勵技術(shù)研發(fā)中取得的一些成果。如果想要了解上半部分的內(nèi)容，請點擊→高強度紫外線殺菌燈（上）。

04 射頻聚焦等離子激勵技術(shù)的突破和前景

為了解決當前稀有氣體電離極紫外光源的不足之處，滿足廣大科技工作者和測試計量單位日益增長的研究需求，團隊成員攻堅克難，經(jīng)過2年多的努力，研發(fā)了新型高效射頻聚焦等離子激勵技術(shù)[11]。利用我們的射頻聚焦等離子技術(shù)開發(fā)的多氣體高輝度極紫外光源解決了長期以來實驗室極紫外光源能量單一、光通量低等問題，性能大幅超越國際現(xiàn)有產(chǎn)品。

該技術(shù)采用特殊設(shè)計的射頻場聚焦器，突破了傳統(tǒng)波導(dǎo)諧振腔體大小受波長特征尺寸的限制，形成毫米級的局域射頻場，極大的增強了局域場的電場強度。目前已成功開發(fā)的433MHz極紫外光源產(chǎn)品，單位長度的極紫外光功率輸出可以達到傳統(tǒng)方法的40倍，整體亮度比國外商業(yè)化的產(chǎn)品提高10倍以上。在國內(nèi)外20多家高校研究所的前沿實驗室取得非常良好的使用和示范效果，并逐步取代國外長期壟斷的已有商業(yè)產(chǎn)品。這為開發(fā)UVC波段射頻聚焦紫外燈提供了扎實的技術(shù)積累。

05已開展的研究工作和預(yù)期成果
面對來勢洶洶的疫情，1月30日開始，團隊成員快速行動，積極探索高強度紫外線殺菌光源的解決方案，為抗擊疫情貢獻自己的力量。團隊成員借鑒射頻聚焦等離子激勵極紫外光源的發(fā)光原理，將稀有工作氣體換成少量的汞齊藥丸（5mg），成功的實現(xiàn)了以253.7nm占主導(dǎo)（85%以上）發(fā)光譜線發(fā)射。

預(yù)期指標：
● 光強：距離燈頭1米遠處，大于4000um/cm2；

● 時間：24V鋰電池，充滿電后7-8小時；

● 面積：單次覆蓋5m2-10m2；

● 照射時間：停留30s-60s徹底滅毒；

基于射頻聚焦等離子激勵技術(shù)的紫外線殺菌燈優(yōu)點有：

1> 射頻場能量聚焦到毫米級，產(chǎn)生高電場強度高達109V/m，功率密度提到100倍以上，等離子密度相比傳統(tǒng)放電管高1-2數(shù)量級。

2> 使用高頻微波激發(fā)的等離子體中，能量主要轉(zhuǎn)移到原子的電子部分，紫外光轉(zhuǎn)換效率提高10倍以上，亮度高。

3> 易于實現(xiàn)大功率燈管，通量是目前紫外燈的20倍-100倍。可以應(yīng)用于快速殺菌消毒，殺菌速率和應(yīng)用空間體積大大提高。

4> 集成了先進的大功率固態(tài)射頻源作為驅(qū)動，24V直流電壓驅(qū)動，無需電極和高壓，更安全可靠；

5> 燈泡體積最短可縮小到10mm（最長可達500mm），固態(tài)射頻源體積小、可鋰電池驅(qū)動、便攜，更易于集成到機器人等移動設(shè)備上。

6> 發(fā)光燈泡沒有電極，壽命達10000小時以上。

7> 大幅減少汞齊的使用量，減少環(huán)境污染。

未來，基于射頻聚焦等離子激勵技術(shù)的基礎(chǔ)，研發(fā)團隊將充分發(fā)揮自身優(yōu)勢資源，全力以赴、攻堅克難，迅速開展高強度大面積高效固態(tài)射頻紫外殺菌光源產(chǎn)品的設(shè)計、優(yōu)化及生產(chǎn)，以開發(fā)出用于醫(yī)院、學(xué)校、高鐵站等開闊空間的大面積快速殺菌滅毒的高強度紫外燈產(chǎn)品，結(jié)合智能機器人巡檢平臺，完成殺菌消毒等日?？諝鈨艋ぷ?。有效切斷新型冠狀病毒在人群中的傳播途徑，為超負荷工作的醫(yī)生和高鐵工作人員節(jié)省精力和時間，減少醫(yī)患間交叉感染的風(fēng)險，助力疫情防控。

參考文獻

[1] 國家衛(wèi)生健康委員會統(tǒng)計信息中心疫情防控動態(tài)，http://www.nhc.gov.cn.
[2] 國家衛(wèi)生健康委員會《新型冠狀病毒感染的肺炎公眾防護指南》，人民出版社，2020年.
[3] 紫外線殺菌燈《GB19258-2012》,中國國家標準化委員會，2012年.
[4] Hirayama Hideki, Jo Masafumi, Maeda Noritoshi, Kashima Yukio, Recent Progress in AlGaN‐Based Deep‐UV LEDs, DOI:10.5772/intechopen.79936,2017.
[5]https://www.kickstarter.com/projects/740978067/cleanty-worlds-smallest-and-most-powerful-uvc-led
[6] 醫(yī)療機構(gòu)消毒技術(shù)規(guī)范《WS/T367-2012》，國家衛(wèi)生健康委員會，2012年.
[7] 醫(yī)院空氣凈化管理規(guī)范《WS/T368-2012》，國家衛(wèi)生健康委員會，2012年.
[8] Duan S M, Zhao X S, Wen R F, et al. Stability of SARS coronavirus in human specimens and environment and its sensitivity to heating and UV irradiation[J]. Biomed Environ Sci, 2003,16(3):246-255.
[9] Darnell M E, Taylor D R. Evaluation of inactivation methods for severe acute respiratory syndrome coronavirus in noncellular blood products[J]. Transfusion, 2006,46(10):1770-1777.
[10]Spiros Kitsinelis, Spyridon Kitsinelis，Light Sources: Basics of Lighting Technologies and Applications，CRC press，ISBN 9781138034044 - CAT# K31585，2017.