紫外線波長と紫外線照射装置

紫外線は可視光（最大幅で約380nm紫色～780ｎｍ赤色）より波長が短く、目に見えません。
そのためUV（＝紫外線）ランプの青白い光は、「『青白く見える光』と『紫外線』が混ざったもの」ということになります。

紫外線は、その波長の長さ（単位：nm＝ナノ・メートル　/　ナノ＝１０億分の１を表す）により,
UV-A(400nm～315nm)　　
UV-B(315nm～280nm)
UV-C(280nm～ 10nm)　　と、一般的には分類されますが UVを技術的に利用する場合は、
ＵＶ－Ａ，Ｂ，Ｃ区分ではなく、具体的な紫外線波長によって用途が分かれています。

UV樹脂・UV塗料の硬化　（200～400nm波長、主に365nmを利用）
ウェーハ洗浄、殺菌など　（主に254nm波長、オゾンを発生させる185nmの併用もある）　が挙げられ、
特に近年UVの応用がめざましい技術では、UＶ洗浄・UV改質（＝254nmと185nmの併用が主流）があります。

またＤＵＶ、EUVといった言葉が登場する場合があります。

DUV＝「Deep Ultraviolet：遠紫外線」　波長は２００ｎｍ程度。
　　　　　殺菌やチップ製造などの技術説明で登場します。

ＸＵＶ＝x/10nmから数十nmの範囲の波長。
　　　　極紫外線とされ、ＸＵＶまたはＥＵＶ放射線とも呼ばれます。

EUV＝「Extreme Ultraviolet：超紫外線」１３．５ｎｍなど極めて波長の短い超紫外線。
　　　　 EUVは用語として通常、リソグラフィと組み合わせて使用され（EUVLなど）、
　　　　約５～２０ｎｍの放射線帯を指します。つまりＸＵＶ範囲の一部です。
　　　　 またランプ等級では、「高出力のUVランプ」をEUVと表示します。

SUV / XE（Ｘｅ）
マテリアルテスト（品質試験）での、人工的な天候下での耐久試験などにＵＶを使う場合、
ＵＶ照射のことをＳＵＶ、太陽光の波長と分光分布が近似したキセノンアーク灯
（およびその照射）はＸＥと略されます。
またランプ等級で、「標準的なUVランプ」をSUVと表示します。

紫外線を利用する技術では、その目的によって紫外線波長が違ってきます。

ＵＶ樹脂・ＵＶ塗料 /インキの硬化＝200nm～400nmの範囲で、主に365ｎｍ。ＵＶインキ乾燥等で400ｎｍを超す光線を併用する場合も。
UV洗浄、表面改質、殺菌など　　＝254nm　（UV+OZONE法では185nmを併用）
オゾン生成　　　　　　　　　　　　　＝185nm
熱帯魚飼育・日焼け灯　　　　　　＝ＵＶ－Ｂ域を使用、ただしＵＶ－Ｂはシミ・ソバカスの因子となり、癌との関連も注目されている。

などが挙げられます。
また次項に説明するように、その光源となる紫外線ランプの種類も、紫外線波長によって異なります。
各紫外線波長別 / 用途別の紫外線照射装置については『紫外線照射装置』をご参照ください。

紫外線波長と、紫外線（UV)ランプの種類

産業技術で紫外線を発生させる光源ランプの区分では、一般的に以下のランプが使われます。
低圧水銀UVランプ：185～254ｎｍ用
高圧水銀UVランプ：365ｎｍ用
メタルハライドUVランプ：200ｎｍ～400ｎｍ帯への連続波長
この他にエキシマランプ、超高圧UVランプがありますが、一般産業ではあまり普及していません。

低圧水銀ランプと高圧水銀ランプは同じ波長のスペクトルを発光していますが、
強度分布が全く異なるため、実用的に185nm～254nm用=低圧、365nm用＝高圧、とランプ用途が分かれます。
例えば実用的に、低圧水銀ランプの主な発光スペクトルは254nm線と185nm線の２本になっており、それも
使用するガラスによりオゾンタイプ（185nmを透過させます）、オゾンレスタイプ（185nmをカット）に分かれます。
ランプのスペクトル特性については、表1の放射エネルギー表と図１、２をご参照ください。
　

表1．水銀ランプの分光放射エネルギー

	高圧水銀ランプ		低圧水銀ランプ				殺菌灯	備考
	HL-100	HL-400	SUV-40S	SUV-110S	ペンライト5W		GL-30
ﾗﾝﾌﾟﾜｯﾄ(W)	100	400	25	95	5		30
波長(nm)	分　光　放　射　エ　ネ　ル　ギ　ー（W）
184.9 253.7 2640-52 2699 275.3-6.0	---- 0.48 0.70 0.14 0.07	---- 5.4 4.1 0.9 0.6	1.64 　　　 6.3	6.5 25.0	＊＊＊ 1.0 1.1×10^－３ 3.2×10^－４	0 　　7.2		UV-C領域
280.2 289.4 290.7 296.5 302.2 313.2	0.28 0.14 0.49 0.77 　　 2.1	2.4 　　 1.7 4.0 6.6 11.8			1.7×10^－４ 7.9×10^－４ 6.0×10^－3 1.1×10^－2 1.1×10^－2			UV-B領域
334.1 365.0-6.3	0.21 3.08	2.5 25.7			5.5×10^－４　1.2×10^－2			UV-A領域
404.7-7.8 435.8 546.1 577.0-9.0	1.26 1.89 2.17 1.89	11.7 17.7 21.9 18.8			9.5×10^－３ 1.7×10^－2 1.2×10^－2 3.5×10^－3			Visible領域

図１．高・低圧水銀ランプ

＜高圧水銀ＵＶランプ＞

＜低圧水銀ＵＶランプ＞

図2．(参考)蛍光式ＵＶランプ

・SEN-lights文献参考
CHEMICAL LAMPは補虫器など、ERYTHEMAL LAMPは赤斑治療などに使用されます。

＜参考＞照射力を現す表示単位・計算方法等について

ｎｍ（ナノメートル）：可視光線波長から電波まで『波のひとつの長さ』を表す際の単位のひとつ。
　　　　　　　　　　　　ｎ（ナノ）は『１０００．０００．０００分の１』の意味。
　　　　　　　　　　　　

-他に使われる単位-
μ（マイクロ）　　　：１．０００．０００分の１＞１μＷ＝百万分の１ワット
ｍ（ミリ）　　　　　　：１．０００分の１＞１ｍＷ＝千分の１ワット
ｋ（キロ）　　　　　　：１．０００倍　　＞１ｋＷ＝１０００Ｗ＞１ｋＷは１ｍＷの百万倍

ｍＷ/ｃ㎡＞＞ＵＶ照度の単位。「UV強度」と表現される場合もある。
　　　　　　　　　ＵＶ照射機の選定において、非常に重要なポイントとなる数値。
　　　　　　　　　この「ＵＶ照度」に、「時間（単位＝秒）」を掛け算して、「硬化に必要な光線量（＝UV露光量）」を計算、
　　　　　　　　　式にすると＞＞　UV露光量（単位：ｍJ/平方ｃｍ）　＝　UV照度（単位：mW/平方ｃｍ）　ｘ　照射時間（単位：秒）

　　　　　　　　　
発光長＝光源部（ランプ）の発光部分の長さ寸法。ミリ・メートルで表現される。
　　　　　　例えば弊社ハンディUV：１ｋＷ装置では１２０mm、ハンディ１００Ｗは３０mm

単位長Ｗ（たんいちょうワット）＝発光長の長さ（この場合は主にｃｍ）１単位あたりのワット数。

「逆二乗の法則」
光源「点」から測るのが原則だが、照度（E)は「光源の光度（明るさ：I　）に比例して、距離（R)の二乗に反比例」する。
式にすると＞＞　E=I/R x R　　明るさと距離の関係は、そのため逆放物線グラフ状のイメージになる。

＊この計算式は比較で使うので、例えば１ｍと５０ｃｍ、１０ｍｍと５ｍｍでは、それぞれ明るさは4倍違うことになります。