固化装置、用于紫外固化的光化系统和光化方法制造方法及图纸

一种固化装置、用于紫外固化的光化系统和光化方法，该固化装置包括第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器，该第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器布置为具有共位焦点；以及光源，该光源位于所述第一椭圆柱形反射器的第二焦点处，其中从所述光源发射的光从所述第一椭圆柱形反射器反射到所述共位焦点，以及从所述第二椭圆柱形反射器回射到所述共位焦点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
和
技术实现思路
光纤在照明和成像应用领域以及电信产业中广泛地使用，与电线相比，光纤能够在更长的距离上提供更高的数据传输速率。此外，光纤比金属线更容易弯曲、更轻并且能够拉成更细的直径，允许将纤维较高容量地捆扎成缆。通过紫外(UV)固化工艺涂覆的表面涂层，能够防止光纤遭受物理损坏和湿气侵蚀，并且保持它们性能上的长期耐久性。卡特等人(美国专利6，626，561)致力于光纤的紫外固化均匀性问题，该光纤具有位于紫外固化设备的焦点之外的表面，该紫外固化设备利用椭圆反射器将紫外光从位于椭圆反射器的第二焦点的单紫外光源引导到光纤的表面。固化均匀性问题可能由于光纤相对于光源的不精确校准或者光纤的不规则形状而产生。为了解决这些问题，卡特利用紫外灯结构，该紫外灯结构借助椭圆反射器使用来自位于第一椭圆反射器焦点附近的单一光源的紫外光辐照位于第二椭圆反射器焦点附近的光纤表面，其中光纤和电灯泡均从焦点略微偏移。通过这种方式，到达分散光纤表面的紫外光线的目的，这样，光学涂层的辐照和可能变得更加均匀。本文的专利技术人已经意识到了上述方法的潜在问题。S卩，通过使紫外光源和光纤偏离椭圆反射器的焦点，会分散和降低辐照光纤表面的紫外光的强度，从而降低了固化率和生产率，并且需要投入更高的生产成本。解决上述问题的一种方式包括固化装置，该固化装置包括第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器，该第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器布置为具有共位(co-located)焦点；以及光源，该光源位于所述第一椭圆柱形反射器的第二焦点，其中从所述光源发射的光从所述第一椭圆柱形反射器反射到所述共位焦点，并且从所述第二椭圆柱形反射器回射到所述共位焦点。在另一实施方式中，固化工件的方法包括沿着第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器的共位焦点牵引所述工件；从位于所述第一椭圆柱形反射器的第二焦点处的光源辐照紫外光；将该辐照的紫外光从所述第一椭圆柱形反射器反射到所述工件的表面上，以及将所述辐照的紫外光从所述第二椭圆柱形反射器回射到所述工件的表面上。在另一实施方式中，方法包括沿着所述反射器的第一内部轴线定位工件，其中所述反射器包括具有第一曲率的第一曲面和具有第二曲率的第二曲面；将光源沿着所述反射器的第二内部轴线定位；以及从所述光源发射光，其中该发射的光从所述第一曲面和所述第二曲面反射到所述工件上。应当理解的是，以上概要的提供以按照简化形式介绍了概念选择，该概念选择在详细的说明中将进一步描述。这不意味着确定了要求保护的主题内容的关键或基本特征，其保护范围由随附详细说明的权利要求书唯一限定。此外，要求保护的主题内容不受限于解决上面提及的任意缺点的实施方式或者该公开的任意部分。【附图说明】图1表示包括电源、控制器和发光子系统的光化(photoreactive)系统的示例。图2表示用于具有单一光源的紫外固化装置的椭圆柱形反射器的横截面。图3表不布置为具有共位焦点的两个椭圆表面的不例的横截面。图4表示布置为具有共位焦点的双椭圆反射器的示例结构的横截面。图5表示固化装置的示例的横截面，该固化装置包括双椭圆反射器以及位于所述双椭圆反射器中的一个反射器的第二焦点处的光源。图6表示固化装置的示例的横截面，该固化装置包括双椭圆反射器以及位于所述双椭圆反射器中的一个反射器的第二焦点处的光源的。图7表不光化系统的不例的横截面。图8表不光化系统的不例的透视横截面。图9表不用于光化系统的双椭圆反射器的透视图。图10表不图9的双椭圆反射器的端横截面。图11表示采用例如诸如显示在图5中的固化装置来固化诸如光纤的工件的方法示例的流程图。【具体实施方式】本说明用于在制造涂层型光纤、带、缆和其它工件过程中使用的紫外固化装置、方法和系统。光纤涂层可以是通过采用布置为具有共位焦点的双椭圆反射器的紫外固化装置而紫外固化的，其中工件(例如，光纤)设置在共位焦点处，两个紫外光源位于每个椭圆反射器的第二焦点。图1表示包括电源、控制器和发光子系统的光化系统的示例。图2显示耦合传统紫外固化装置的光学结构的单椭圆反射器。图3表示布置为具有共位焦点的两个椭圆表面的示例。图4至图6表示耦合用于紫外固化装置的光学结构的双椭圆反射器，其中该双椭圆反射器具有共位焦点。图7至图8是包括布置为具有共位焦点的双椭圆反射器的紫外固化装置的示例的横截面和透视图。图9至图10表示双椭圆反射器的示例的透视图和横截面视图。图11是表示用于紫外固化光纤或者其它工件的方法示例的步骤的流程图。现在参考图1，图1表示用于诸如固化装置10的光化系统的结构示例的框图。在一个示例中，固化装置10可以包括发光子系统12、控制器14、电源16和冷却子系统18。发光子系统12可以包括多个半导体装置19。例如，该多个半导体装置19可以是诸如发光二极管装置的线性阵列的发光元件阵列20。例如，发光元件阵列20还可以包括发光二极管装置的二维阵列或者一组发光二极管阵列。半导体装置可以提供辐照输出24。辐照输出24可以被导向至位于固化装置10的固定平面的工件26。返回的光线28可以从工件26(例如，经过辐照输出24的反射)引导返回发光子系统12。福照输出24可以通过親合光学元件(coupling optics) 30导向工件26。親合光学元件30，如果使用的话，可以采用各种方式实现。作为一个示例，耦合光学元件可以包括介于半导体装置19和窗64之间并且向工件26的表面提供辐照输出24的一个或更多层、材料或者其它结构。作为一个示例，耦合光学元件30可以包括微透镜组，以增强辐照输出24的收集、压缩(condensing)、准直(collimat1n)，或者另外提高福照输出24的质量或有效数量。作为另一个示例，耦合光学元件30可以包括微反射器组。在采用这种微反射器组时，提供辐照输出24的每个半导体装置可以在一对一的基础上设置在对应的微反射器中。作为另一个示例，提供辐照输出24的半导体装置的阵列20可以在多对一的基础上设置在宏反射器(macro-reflector)中。通过这种方式，親合光学元件30可以同时包括微反射器组和宏反射器，在微反射器组中每个半导体装置在一对一的基础上设置在相应的微反射器中，在宏反射器中来自半导体装置的辐照输出24的数量和/或质量被宏反射器进一步提高。例如，宏反射器可以包括椭圆柱形反射器、抛物线形反射器、双椭圆柱形反射器等。耦合光学元件30的层、材料或者其它结构中的每一个可以具有选择的折射率。通过适当地选择每个折射率，在辐照输出24(和/或返回的射线28)的路径中层、材料和其它结构之间的界面处的反射可以被选择性地控制。作为一个示例，通过控制位于选择的界面(例如设置在半导体装置和工件26之间的窗64)处的这种折射率的差异，该界面处的反射可以减弱或增强以加强辐照输出在该界面处的传送，从而最终传送到工件26。例如，耦合光学元件可以包括二向色反射器，其中入射光的某些波长被吸收而其它波长被反射并聚焦到工件26的表面。耦合光学元件30可以用于多种目的。示例性目的除了别的以外还包括保护半导体装置19，以保持冷却流体与冷却子系统18联系，收集、压缩和/或准直辐照输出24，收集、引导或者排斥返回的光线28，或者用于其它目的，这些目的单独存在或者以组合的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化装置，该固化装置包括：第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器，该第一椭圆柱形反射器和第二椭圆柱形反射器布置为具有共位焦点；以及光源，该光源位于所述第一椭圆柱形反射器的第二焦点处，其中从所述光源发射的光从所述第一椭圆柱形反射器反射到所述共位焦点，以及从所述第二椭圆柱形反射器回射到所述共位焦点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·奇尔德斯，
申请(专利权)人：锋翔科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US