[发明专利]一种低成本的紫外光产生方法及其紫外光辐照光源

说明书

技术领域

本发明涉及光源，具体涉及紫外光源。

背景技术

紫外线根据波长分为长波紫外UVA，中波紫外UVB，短波紫外UVC和真空紫外VUV，在许多行业有着广泛用途。

常见的紫外线光源绝大多数是汞灯，都是通过电极放电激励或高频激励汞原子，当汞原子从激发态回到基态，产生185nm，253nm或365nm的紫外线。汞灯的谱线为紫外区域连续光谱，所有汞灯的通病是应用效率很低。高输出功率的超高压汞灯工作时电极温度达到2000度，因此寿命往往短于100小时。即使普通较低功率的高压汞灯，寿命也很难超过2000小时。从环境的角度看，所有汞灯的工作物质都是汞蒸气，有剧毒。

另一种被广泛看好的汞灯替代光源是UV-LED，其无汞，节能，便携的特点受到人们越来越多的关注。紫外LED在UVA波段工作的很好，但在UVB和UVC存在不少问题，特别是UVC波段，输出功率仅在几个mW，寿命也很短。各国LED的研发人员都想攻克这个难题，但目前未见很好的成果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低成本的紫外光产生方法及其紫外光辐照光源，采用该方法制造的紫外光辐射光源生产成本低，且无汞。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种低成本的紫外光产生方法，其特征在于，使用电子束激发紫外荧光粉，紫外荧光粉受激发出紫外线。由于荧光粉价格比较低廉，发光质量高，转换效率超过10%，对于数瓦的紫外光应用，这种紫外辐射光源在三波段均是最优的辐照光源。

所述紫外荧光粉可以是受激发出长波紫外线、中波紫外线或短波紫外线的紫外荧光粉。以适应UVA、UVB和UVC波段的不同需要。

电子束可以是短脉冲电子束或直流电子束，短脉冲电子束或直流电子束分别以短脉冲或直流的方式激发所述紫外荧光粉。电子束可以均匀入射紫外荧光粉，以均匀激发紫外荧光粉。

一种紫外辐照光源，包括一用于产生电子束的电子束发生器，其特征在于，还包括一荧光屏面，所述荧光屏面上涂有一层用于发出紫外线的紫外荧光粉，形成紫外荧光粉层，所述电子束发生器朝向所述荧光屏面。电子束发生器能够产生电子束，并照射紫外荧光粉，紫外荧光粉受激发出紫外线。

所述紫外荧光粉层与所述电子束发生器之间设有一用于将所述紫外荧光粉层射来的光反射回去的反光层。反光层将所述紫外荧光粉层射向后方的光反射向前，提高了紫外线的辐照强度。所述反光层优选是一铝层。

电子束发生器可以是一用于产生短脉冲电子束的短脉冲电子束发生器或用于产生直流电子束的直流电子束发生器，短脉冲电子束发生器或直流电子束发生器分别以短脉冲或直流的方式激发所述紫外荧光粉。电子束发生器优选为一电子束发生器。

所述电子束发生器还包括一扩束装置，电子束经扩束装置扩束后，照向与所述荧光屏面，这样电子束可以均匀入射紫外荧光粉，以均匀激发紫外荧光粉。

所述紫外荧光粉层下方设有一透明导电膜，所述透明导电膜连接一电极。电子束发生器产生的电子束通过电极形成回路。

所述荧光屏面分成三个区域，分别为UVA区域、UVB区域和UVC区域，且分别依次对应的涂有长波紫外荧光粉、中波紫外荧光粉、短波紫外荧光粉，以对应受激发出长波紫外线、中波紫外线或短波紫外线；

所述UVA区域、UVB区域和UVC区域之间通过金属条凸起进行隔离，金属凸起的高度为电子束发生器到荧光屏面距离的十分之一。以便隔离轰击在不同区域的电子，提高光线纯度。

所述电子束发生器设有电磁偏转扫描机构，所述电磁偏转扫描机构的控制端连接有一紫外线波长选择系统。紫外线波长选择系统通过控制所述电磁偏转扫描机构，进而控制电子束发生器的轰击所述UVA区域、UVB区域和UVC区域中的其中一个区域。

通过上述设计，一套设备可以选择性的产生高纯度，不同波长的紫外线。

有益效果：本发明在UVA、UVB和UVC波段都可以提供数W的辐照功率，且谱线脉宽由荧光粉特性保证，使用寿命可达10000小时以上，生产成本低，同时无汞出现。

附图说明

图1为本发明的紫外辐照光源的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。