一种紫外射线光源制造技术

一种紫外射线光源，包括密封腔体和设在该密封腔体内的发光芯片，密封腔体上设有输出窗口，所述密封腔体内设有电子发射装置、两个电极、反光杯和透镜组，两个电极分别与供电电源的正负极连接使的该两个电极之间形成加速电场，电极设在电子发射装置的出口前方，发光芯片设在反光杯内，透镜组设在反光杯的前方；电子发射装置产生电子束，该电子束穿过电极后与水平方向成倾斜方向射向发光芯片使发光芯片产生紫外灯，该紫外灯经反光杯反射后从透镜组穿过并经输出窗口输出。本发明专利技术实现阴极射线紫外光源在光束形状及质量方面可调的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外射线光源
本专利技术涉及到一种紫外光源，尤其是一种可通过阴极射线发光的连续可调紫外光源。
技术介绍
UVB波段（285-320nm）以及UVC波段（200nm-285nm）紫外光源在杀菌消毒基法学刑侦等领域都具有重要应用，尤其是小型化、高功率便携紫外光源，更加迫切需求。目前工业领域通用的紫外光源一般为高压汞灯、紫外发光二极管（UVLED）以及通过非线性光学晶体倍频或和频产生的短波激光器。高压汞灯等光源，发射的波长杂散，且耗能高，使用寿命短，对环境也会造成一定的污染，而UVLED虽然具有节能环保的有点，但是随其波长越短，电光转换效率就越低，热效应会更加严重，热效应的累积，将会减低实用寿命。非线性光学晶体，随着波长的变短，光光转换效率也会降低，且造价昂贵，无法满足普通民用。小型化阴极射线光源，通过电子束泵浦可发出紫外光的单晶薄膜材料，利用阴极射线直接向有源区注入电子，激发芯片材料发光，有效提高电子注入率，减少由于电子散射等的损耗，可显著提高发光功率。但是，没有谐振腔，芯片薄膜材料自身也没有调制光束方向以及光斑大小的功能，这种阴极射线发光的方向就是随机的，不确定的，但是如果加入整形装置，有目的的调整光束大小、发散角度以及传播方向，将会提高这种光源的使用范围以及利用效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种紫外射线光源，实现阴极射线紫外光源在光束形状及质量方面可调的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：一种紫外射线光源，包括密封腔体和设在该密封腔体内的发光芯片，密封腔体上设有输出窗口，所述密封腔体内设有电子发射装置、两个电极、反光杯和透镜组，两个电极分别与供电电源的正负极连接使的该两个电极之间形成加速电场，电极设在电子发射装置的出口前方，发光芯片设在反光杯内，透镜组设在反光杯的前方；电子发射装置产生电子束，该电子束穿过电极后与水平方向成倾斜方向射向发光芯片使发光芯片产生紫外灯，该紫外灯经反光杯反射后从透镜组穿过并经输出窗口输出。所述反光杯、透镜组和输出窗口位于同一直线方向上。所述电子发射装置为场发射装置或热发射装置。所述反光杯包括但不限于抛物型反光杯、圆柱形反光杯、球面形反光杯或锥面形反光杯。所述反光杯表面还设有增反膜。所述透镜组包括但不限于扩束、缩束或者发散型透镜组。所述透镜组由单个或者多个汇聚透镜组成。所述发光芯片包括但不限于由GaN或AlN基材料制成。本专利技术将方向不同的紫外光经过反光杯反射成为平行光，平行光经过透镜组整形，最后以相应的光束形状通过输出窗口从腔体中输出，使得阴极射线紫外光源在光束形状及质量方面可调。附图说明附图1为本专利技术连接原理示意图；附图2为本专利技术中透镜组的示意图；附图3为本专利技术中透镜组的另一实施例示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如附图1、2和3所示，本专利技术揭示了一种紫外射线光源，包括密封腔体9和设在该密封腔体9内的发光芯片5，密封腔体9上设有输出窗口8，所述密封腔体9内设有电子发射装置1、两个电极3、反光杯6和透镜组7，两个电极3分别与供电电源4的正负极连接，使的该两个电极之间形成加速电场，电极3设在电子发射装置1的出口前方，发光芯片5设在反光杯6内且通常位于该反光杯的焦点处，透镜组7设在反光杯6的前方；电子发射装置产生电子束，该电子束穿过电极后与水平方向成倾斜方向射向发光芯片使发光芯片产生紫外灯，该紫外灯经反光杯反射后从透镜组穿过并经输出窗口输出。所述反光杯、透镜组和输出窗口位于同一直线方向上。所述电子发射装置为场发射装置或热发射装置。而且，电子发射装置为旋转电子发射装置，包括但不限于e型电子发射装置、偏转电子发射装置以及成一定角度的电子发射装置，电子束加速电压为0～20kV。所述反光杯包括但不限于抛物型反光杯、圆柱形反光杯、球面形反光杯或锥面形反光杯。反光杯表面还设有增反膜。反光杯尺寸应大于5mm，并且芯片尺寸大小可变化，而反光杯也可做相应变化，只要保证反光杯相对于芯片尺寸足够大即可。反光杯表面材料可以包括但不限于银、铝以及镁铝合金等作为高反射膜材料。另外，透镜组包括但不限于扩束、缩束或者发散型透镜组。透镜组由单个或者多个汇聚透镜组成。采用聚焦透镜，使光在输出透镜组后的某一位置处聚焦，这样可以有效提高光能量密度。如附图2所示，采用凹凸透镜组成的一个缩束透镜组，把宽光束平行光变成窄光束高质量平行光，具体透镜数量或种类可根据具体需要做相应调整。如附图3所示，采用聚光凸透镜，可以把光束汇聚于一点，提高光能量。根据运用的要求，光剧组可以为缩束、扩束、聚焦或发散等，视实际情况而定。所述发光芯片包括但不限于由GaN或AlN基材料制成。电子束在电子发射装置中应获得高速，并且在电子束进入两个电极3组成的电场后，两个电极应分别与电源的正负极相连，使电子在电场中获得加速，做抛物运动，当电子束2从电极中出行完毕后，电子束以一定角度进入发光芯片5。本专利技术中焦点位置处的芯片材料包括但不限于GaN、AlN基材料等；其材料结构可以是量子线、量子点或一切电子注入可以发光的材料。本专利技术中，密封腔体形成真空环境，在该真空状态下，电子发射装置1产生电子束2，并对电子束加速，提高能量。供电电源为电极提供能量产生电场，当加速后的电子束2穿过电极3，并在电场的作用下发生偏转，然后注入在反光杯6焦点位置处的发光芯片5，发光芯片受到电子束的激发后发出紫外光，方向不同的紫外光经过反光杯6反射成为平行光，平行光经过透镜组7缩束整形，根据透镜组的不同，可进行不同的整形。在本如附图2所示，经过透镜组后成为高光束质量窄光束平行光，最后平行光通过输出窗口8从腔体中输出。需要说明的是，以上所述并非是对本专利技术的限定，在不脱离本专利技术的创造构思前提下，任何显而易见的替换均在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外射线光源，包括密封腔体和设在该密封腔体内的发光芯片，密封腔体上设有输出窗口，其特征在于，所述密封腔体内设有电子发射装置、两个电极、反光杯和透镜组，两个电极分别与供电电源的正负极连接使的该两个电极之间形成加速电场，电极设在电子发射装置的出口前方，发光芯片设在反光杯内，透镜组设在反光杯的前方；电子发射装置产生电子束，该电子束穿过电极后与水平方向成倾斜方向射向发光芯片使发光芯片产生紫外灯，该紫外灯经反光杯反射后从透镜组穿过并经输出窗口输出。

【技术特征摘要】
1.一种紫外射线光源，包括密封腔体和设在该密封腔体内的发光芯片，密封腔体上设有输出窗口，其特征在于，所述密封腔体内设有电子发射装置、两个电极、反光杯和透镜组，两个电极分别与供电电源的正负极连接使的该两个电极之间形成加速电场，电极设在电子发射装置的出口前方，发光芯片设在反光杯内，透镜组设在反光杯的前方；电子发射装置产生电子束，该电子束穿过电极后与水平方向成倾斜方向射向发光芯片使发光芯片产生紫外灯，该紫外灯经反光杯反射后从透镜组穿过并经输出窗口输出。2.根据权利要求1所述的紫外射线光源，其特征在于，所述反光杯、透镜组和输出窗口位于同一直线方向上。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，李成明，王新强，张国义，
申请(专利权)人：北京大学东莞光电研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44