적절한 파장 찾기
우리는 단순히 램프를 만드는 것이 아닙니다. 우리는 광자를 제어하는 일을 합니다.
실험실에서는 아주 작은 차이에도 많은 시간을 할애합니다. 이는 그저 빛만 내는 램프와 실제로 분자들의 결합을 끊어내는 램프의 차이입니다. UV 소독이나 산업용 경화 과정에서는 몇 나노미터의 차이가 성공과 실패를 가릅니다.
최적의 파장
대부분의 UV 램프들은 에너지가 여기저기 퍼져나가서 문제가 됩니다.
우리는 세균을 죽이는 데 있어 254nm라는 최적의 파장을 목표로 합니다. 이 파장에서야 DNA와 RNA가 에너지를 흡수할 수 있습니다. 만약 파장이 조금이라도 변하면, 예를 들어 260nm나 270nm가 되면, 소독 효과가 현저히 떨어집니다. 이를 방지하기 위해 우리는 사용되는 가스와 전극 재료를 매우 까다롭게 선정합니다.
열과 유리
여기서는 그냥 평범한 유리를 사용할 수 없습니다. 일반 유리는 UV-C 광선을 완전히 차단합니다.
그래서 우리는 고순도의 합성 석영(융합된 규소)을 사용합니다. 이 물질은 빛이 통과할 수 있도록 해줍니다.
하지만 문제는 강한 UV 광선이 엄청난 양의 열을 발생시킨다는 것입니다. 그냥 와트수를 높여서 해결할 수는 없습니다. 관이 너무 뜨거워지면 수은 증기의 압력이 변하여 파장이 변하게 됩니다.
이를 해결하기 위해 우리는 석영 표면의 온도를 정확하게 조절하는 냉각 장치를 사용합니다. 이렇게 하면 빛의 성능이 안정적으로 유지되고, 램프가 너무 빨리 고장나는 것을 막을 수 있습니다.
균형 찾기
수지를 경화시키는 것은 세균을 죽이는 것과는 전혀 다른 과정입니다.
경화를 위해서는 UV-A나 UV-B 광선이 필요합니다. 이 광선들이 코팅층 깊숙이 침투할 수 있도록 해줍니다. 우리는 유리에 포함된 도핑 성분을 조절하여, 기판을 손상시킬 수 있는 짧은 파장의 광선을 제거합니다.
물론, 이렇게 하면 처리 속도는 빨라지지만, 전체적인 에너지 효율은 떨어집니다.
생산 속도는 조사 강도(mW/cm²)에 달려 있습니다. 와트수를 높여서 생산 속도를 높이려고 하면, 제품 자체가 과열될 위험이 있습니다. 따라서 얼마나 많은 에너지를 공급할지, 그리고 얼마나 많은 열을 제거할 수 있을지를 조절해야 합니다.