[發(fā)明專利]一種紫外射線光源

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710142725.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106935479A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琦;李成明;王新強(qiáng);張國(guó)義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)東莞光電研究院
• 主分類號(hào): H01J63/02
• 分類號(hào): H01J63/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 羅曉林,楊桂洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種紫外光源，尤其是一種可通過(guò)陰極射線發(fā)光的連續(xù)可調(diào)紫外光源。

背景技術(shù)

UVB波段（285-320nm）以及UVC波段（200nm-285nm）紫外光源在殺菌消毒基法學(xué)刑偵等領(lǐng)域都具有重要應(yīng)用，尤其是小型化、高功率便攜紫外光源，更加迫切需求。目前工業(yè)領(lǐng)域通用的紫外光源一般為高壓汞燈、紫外發(fā)光二極管（UVLED）以及通過(guò)非線性光學(xué)晶體倍頻或和頻產(chǎn)生的短波激光器。

高壓汞燈等光源，發(fā)射的波長(zhǎng)雜散，且耗能高，使用壽命短，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成一定的污染，而UVLED雖然具有節(jié)能環(huán)保的有點(diǎn)，但是隨其波長(zhǎng)越短，電光轉(zhuǎn)換效率就越低，熱效應(yīng)會(huì)更加嚴(yán)重，熱效應(yīng)的累積，將會(huì)減低實(shí)用壽命。非線性光學(xué)晶體，隨著波長(zhǎng)的變短，光光轉(zhuǎn)換效率也會(huì)降低，且造價(jià)昂貴，無(wú)法滿足普通民用。

小型化陰極射線光源，通過(guò)電子束泵浦可發(fā)出紫外光的單晶薄膜材料，利用陰極射線直接向有源區(qū)注入電子，激發(fā)芯片材料發(fā)光，有效提高電子注入率，減少由于電子散射等的損耗，可顯著提高發(fā)光功率。但是，沒(méi)有諧振腔，芯片薄膜材料自身也沒(méi)有調(diào)制光束方向以及光斑大小的功能，這種陰極射線發(fā)光的方向就是隨機(jī)的，不確定的，但是如果加入整形裝置，有目的的調(diào)整光束大小、發(fā)散角度以及傳播方向，將會(huì)提高這種光源的使用范圍以及利用效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紫外射線光源，實(shí)現(xiàn)陰極射線紫外光源在光束形狀及質(zhì)量方面可調(diào)的目的。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種紫外射線光源，包括密封腔體和設(shè)在該密封腔體內(nèi)的發(fā)光芯片，密封腔體上設(shè)有輸出窗口，所述密封腔體內(nèi)設(shè)有電子發(fā)射裝置、兩個(gè)電極、反光杯和透鏡組，兩個(gè)電極分別與供電電源的正負(fù)極連接使的該兩個(gè)電極之間形成加速電場(chǎng)，電極設(shè)在電子發(fā)射裝置的出口前方，發(fā)光芯片設(shè)在反光杯內(nèi)，透鏡組設(shè)在反光杯的前方；

電子發(fā)射裝置產(chǎn)生電子束，該電子束穿過(guò)電極后與水平方向成傾斜方向射向發(fā)光芯片使發(fā)光芯片產(chǎn)生紫外燈，該紫外燈經(jīng)反光杯反射后從透鏡組穿過(guò)并經(jīng)輸出窗口輸出。

所述反光杯、透鏡組和輸出窗口位于同一直線方向上。

所述電子發(fā)射裝置為場(chǎng)發(fā)射裝置或熱發(fā)射裝置。

所述反光杯包括但不限于拋物型反光杯、圓柱形反光杯、球面形反光杯或錐面形反光杯。

所述反光杯表面還設(shè)有增反膜。

所述透鏡組包括但不限于擴(kuò)束、縮束或者發(fā)散型透鏡組。

所述透鏡組由單個(gè)或者多個(gè)匯聚透鏡組成 。

所述發(fā)光芯片包括但不限于由GaN或AlN基材料制成。

本發(fā)明將方向不同的紫外光經(jīng)過(guò)反光杯反射成為平行光，平行光經(jīng)過(guò)透鏡組整形，最后以相應(yīng)的光束形狀通過(guò)輸出窗口從腔體中輸出，使得陰極射線紫外光源在光束形狀及質(zhì)量方面可調(diào)。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明連接原理示意圖；

附圖2為本發(fā)明中透鏡組的示意圖；

附圖3為本發(fā)明中透鏡組的另一實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

如附圖1、2和3所示， 本發(fā)明揭示了一種紫外射線光源，包括密封腔體9和設(shè)在該密封腔體9內(nèi)的發(fā)光芯片5，密封腔體9上設(shè)有輸出窗口8，所述密封腔體9內(nèi)設(shè)有電子發(fā)射裝置1、兩個(gè)電極3、反光杯6和透鏡組7，兩個(gè)電極3分別與供電電源4的正負(fù)極連接，使的該兩個(gè)電極之間形成加速電場(chǎng)，電極3設(shè)在電子發(fā)射裝置1的出口前方，發(fā)光芯片5設(shè)在反光杯6內(nèi)且通常位于該反光杯的焦點(diǎn)處，透鏡組7設(shè)在反光杯6的前方；電子發(fā)射裝置產(chǎn)生電子束，該電子束穿過(guò)電極后與水平方向成傾斜方向射向發(fā)光芯片使發(fā)光芯片產(chǎn)生紫外燈，該紫外燈經(jīng)反光杯反射后從透鏡組穿過(guò)并經(jīng)輸出窗口輸出。

所述反光杯、透鏡組和輸出窗口位于同一直線方向上。

所述電子發(fā)射裝置為場(chǎng)發(fā)射裝置或熱發(fā)射裝置。而且，電子發(fā)射裝置為旋轉(zhuǎn)電子發(fā)射裝置，包括但不限于e型電子發(fā)射裝置、偏轉(zhuǎn)電子發(fā)射裝置以及成一定角度的電子發(fā)射裝置，電子束加速電壓為0～20kV。

所述反光杯包括但不限于拋物型反光杯、圓柱形反光杯、球面形反光杯或錐面形反光杯。反光杯表面還設(shè)有增反膜。反光杯尺寸應(yīng)大于5mm，并且芯片尺寸大小可變化，而反光杯也可做相應(yīng)變化，只要保證反光杯相對(duì)于芯片尺寸足夠大即可。反光杯表面材料可以包括但不限于銀、鋁以及鎂鋁合金等作為高反射膜材料。