[发明专利]太阳光紫外线指数监测的微型探测装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种新型用于太阳光紫外线指数监测的微型探测装置，尤其是利用GaN基和AlGaN基微型紫外探测器、

二、背景技术

当皮肤受到紫外线的照射时，人体表皮层中的黑色素细胞开始产生黑色素来吸收紫外线，以防止皮肤受到伤害。长时间的紫外线照射会引起大量黑色素沉积在表皮层中，成为永久性的“晒黑”痕迹。大气层中的臭氧层保护地球上的生命免受太阳光强烈紫外线的伤害。

近年来，由于大气平流层臭氧遭到日趋严重的破坏，臭氧层的损耗使得到达地球表面的紫外线辐射增加，地面接受的紫外线辐射量增多。接受过多紫外线辐射将引起细胞内DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机制减退，使皮肤容易发生弹性组织变性、角化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体产生白内障等。为此，世界各国的环境科学家都提醒人们应该十分注意紫外线辐射对人体的危害并采取必要的预防措施。

对人体有害的紫外线分为紫外线A(UVA)、紫外线B(UVB)、紫外线C(UVC)。其中，波长范围在200nm-290nm的紫外线C将通过大气中臭氧层大部分被吸收，不会对人体产生危害。但是，波长范围在在320nm-400nm的紫外线A和290nm-320nm的紫外线B将可通过大气层并对人体产生危害。

紫外线A(UVA)在日常生活中经常接触到，被称为生活紫外线，它可透射到皮肤内部的真皮层并影响保持皮肤弹性的胶原组织、弹性蛋白酶和色素细胞，从而加速皱纹和弹性降低等皮肤老化和黑色素着色导致的色斑，它的特征与天气状况无关。紫外线B(UVB)又称激光紫外线，当皮肤在长期暴露在强太阳光时，在紫外线B的照射下，皮肤将被透红并带有疼痛、发炎等症状。因此，为保护居民避免紫外照射，避免因紫外线照射而引起的各种危害，近年来，气象局通常像一般居民预报紫外射线指数。

紫外线指数是指，当太阳在天空中的位置最高时(一般是在中午前后，即从上午十时至下午三时的时间段里)，到达地球表面的太阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。紫外线指数变化范围用0-15的数字来表示，通常，夜间的紫外线指数为0，热带、高原地区、晴天时的紫外线指数为15。当紫外线指数愈高时，表示紫外线辐射对人体皮肤的红斑损伤程度愈加剧，同样地，紫外线指数愈高，在愈短的时间里对皮肤的伤害也愈大。

由于地区和时间的不同，紫外射线的差别较大，同时，气象局预报的紫外指数无法适时提供准确地紫外线指数。

现有的紫外射线测量装置不便于个人携带，个人购置成本高，不便于随时监测和掌握紫外射线的辐射强度，及时采取防护措施。

以GaN为代表的III-V族宽直接带隙半导体由于具有带隙宽(Eg＝3.39eV)、发光效率高、电子漂移饱和速度高、热导率高、硬度大、介电常数小、化学性质稳定以及抗辐射、耐高温等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器和紫外探测器等光电子器件以及抗辐射、高频、高温、高压等电子器件领域有着巨大的应用潜力和广阔的市场前景，引起人们的极大兴趣和广泛关注。AlN与GaN，属宽禁带的III-V族化合物半导体，是一种重要的紫外材料，加上它具有高的热导率、低的热膨胀系数、和压电效应等其他重要的物理性质而在电学、光学等领域有着广泛的应用前景。AlGaN紫外探测器具有带隙连续可调，高的量子效率、适当的带宽、快的响应速度等特性和探测器芯片微型化，已经引起了人们的极大兴趣。

三、发明内容

为解决上述问题，本发明目的是：利用MOCVD(金属有机物化学汽相外延)方法合成生长的GaN基或AlGaN基结构微型紫外探测器芯片，采用集成电路设计的微型电路驱动系统和微型液晶显示或其它微型声像系统集成的一种用于太阳光紫外线指数监测的微型探测装置。该装置在设计、集成和使用领域都具有先进性。本发明目的尤其是采用集成电路设计的微型电路驱动电路和微型显示的液晶显示面板或其它微型声、像、光显示系统构成的一种太阳光紫外线强度的测量显示装置，该装置可广泛用于手表、手机、玩具等一切可移动并可随身携带的仪器设备中。具有微型、适时检测紫外射线强度的功能。