Het precies juiste UV-spectrum bereiken
De meeste groothandelslampen van kwarts zijn “goed genoeg”. Ze leveren een bepaald spectrum op en dat is dan voldoende. Maar er is een groot verschil tussen een lamp die gewoon werkt en een lamp die daadwerkelijk nauwkeurig is.
Ons onderzoeksteam heeft zich gefocust op een spectrale energieconcentratie van 0,5%. Het gaat hier niet om het verhogen van de lichtintensiteit. Het gaat erom dat de fotonen precies op de gewenste golflengte terechtkomen, zodat ze kunnen worden gebruikt voor het helen of steriliseren van materialen. Als dit niet lukt, gooi je energie weg en ontstaat er overbodige hitte.
De details van de fysica
Het bereiken van een variatie van 0,5% is een enorme uitdaging als je de basisprincipes niet goed begrijpt. We moesten alles opnieuw bedenken: van de positie van de elektroden tot de verhoudingen van de gassen in de lamp.
Als het wolfraamfilament zelfs maar een fractie van een millimeter van zijn positie afwijkt, begint de straal te dwalen. Hierdoor ontstaan “koude punten” en verandert de golflengte van het licht. Om dit te voorkomen, hebben we een speciaal apparaat gemaakt om het filament op zijn plek te houden. Hierdoor blijft de plasmaontlading stabiel van het ene uiteinde van de buis naar het andere.
Puur kwarts, pure energie
Wij gebruiken hoogpure gefuseerde silica. Waarom? Omdat standaardkwartz meestal onzuiverheden bevat die bepaalde UV-banden absorberen. Hierdoor wordt de energie niet gebruikt voor het gewenste doel, maar gaat het verloren als infraroodhitte. Door deze onzuiverheden te verwijderen, blijft de energie geconcentreerd. Hierdoor krijg je een veel schoner resultaat.
Er is echter wel een nadeel: hoogpure kwarts is wat gevoeliger voor thermische schokken. Het kan deze schokken niet zo goed weerstaan als goedkopere, gedopeerde glazen. Je kunt de stroomsterkte niet zomaar van 0% op 100% zetten, anders loop je het risico dat de lamp barst. Je moet ervoor zorgen dat de balast is ingesteld op een geleidelijke opwarmtijd.
In praktijk brengen
We hebben deze lampen ontworpen als vervangsters voor bestaande lampen. We hebben veel tijd besteed aan het ontwerp, zodat je ze eenvoudig kunt vervangen zonder dat je de hele installatie opnieuw hoeft aan te passen.
De echte voordelen zie je pas in de productielijn. Wanneer je de spectrale concentratie op 0,5% hebt gesteld, neemt de tijd die nodig is voor het helen van materialen drastisch af. Hierdoor kun je meer producten per tijdseenheid verwerken, zonder risico’s voor het materiaal.