[发明专利]用于固化涂层辐射能的装置

说明书

背景技术

高长径比材料例如纤维、杆状物、长丝等等出于保护或其它目的经常涂覆有聚合物材料。例如，在许多应用包括通讯中用于传输光的光学纤维通常涂覆有一个或多个聚合物层，它们旨在保护所述光学纤维免于受潮或磨损，从而减少微曲损失、允许更简单地处理所述纤维且简化一束中个体纤维的识别(例如着色)。

在用于涂覆光学纤维的典型方法中，液体光固化聚合物材料首先被施加至所述纤维的表面。这个涂层接着被固化，例如通过用辐射能例如紫外线能照射所述纤维。

许多装置已被设计用于照射固化这样的涂层。例如，属于Wood的美国专利第4710638号描述了一种用于以辐射能处理聚合物涂层的装置。所述装置包括共同形成单个椭圆的第一和第二反射器、定位于由所述两个反射器形成的椭圆的一个焦点处的光源和在所述椭圆的第二焦点附近的辅助反射器。涂覆有聚合物的纤维可定位于该第二焦点处并且源于所述光源的辐射能可固化该聚合物。均属于Rhoades的美国专利第6419749号和第6511715号描述了一种类似的装置，其包括共同形成单个椭圆的两个反射器和定位于该椭圆的一个焦点处的光源。Rhoades的装置还包括第一和第二同心管。来自所述光源的紫外线经过第一管以固化穿过其中的长丝上的涂层，并且第二同心管反射红外线并透过紫外线，从而防止在其经过第一管时烧伤和毁坏所述长丝上的涂层。属于Carter等人的美国专利第6626561号描述了另一种类似装置，其包含在第一反射器上的端反射器，其可具有用于灯泡的底座。

所有这样的在先已知的光学系统包括如在图1和图2中所示的基本设计，其包括两个椭圆形的反射器1、25，它们如此定位以使主反射器和副反射器的横截面形成单个椭圆。由于主反射器1和副反射器25形成单个椭圆，主反射器1的近焦点2与副反射器25的远焦点2一致。类似地，主反射器1的远焦点4与副反射器25的近焦点4一致。所述主副反射器共享同一个长轴。光源10悬在椭圆空间中，在长轴上位于最接近主反射器1的近焦点2处或其附近。待曝光于辐射能的材料例如光学纤维位于所述椭圆空间中大体上与离主反射器1最远的焦点4一致，例如在石英管7内。

虽然这样的装置描述了在本领域中的许多改进之处，这样的装置仍然存在问题。例如，制造生产率被传递至待固化或曝光的材料的辐射能的效率所限，制造商必须添加额外的辐射曝光单元以提升生产率，这增加了资金成本、运转成本和维护成本。已经做出尝试来改进所述涂覆和固化过程的效率，通过技术，例如向比如Woods和Carter等人所描述的系统中加入额外的反射器，通过改变聚合物组分和/或涂覆方法，以及通过选择针对固化辐射的最佳波长。

本领域存在进一步改进的空间。例如，在本领域中需要的是提供更有效使用固化聚合物的辐射能的装置。

发明内容

本发明的各方面和优点将部分地在下述说明中提出，或从所述说明显而易见，或可通过实践本发明得知。

根据一个实施例，公开的是通过使用辐射能、例如光化辐射、电子束辐射等等固化涂层的装置。例如，装置可包括主反射器，其具有对应于第一椭圆的端部分的横截面形状。这个第一椭圆具有长轴和短轴以及近焦点和远焦点。所述第一椭圆的长轴在第一点处将主反射器二等分。所述第一椭圆的近焦点比第一椭圆的远焦点更接近二等分的这个第一点。

所述装置还包括副反射器。所述副反射器的横截面形状对应于第二椭圆的端部分。所述第二椭圆具有长轴和短轴以及近焦点和远焦点。所述第二椭圆的长轴在第二点处将副反射器二等分。所述第二椭圆的近焦点比第二椭圆的远焦点更接近二等分的这个第二点。所述第一椭圆的长轴和第二椭圆的长轴长度不同，且第一椭圆的短轴和第二椭圆的短轴长度不同。所述主和副反射器对齐从而第一椭圆的长轴与第二椭圆的长轴共线。此外，所述主和副反射器对齐，从而第一椭圆的近焦点基本上对应于第二椭圆的远焦点，并且从而第一椭圆的远焦点基本上对应于第二椭圆的近焦点。

所述装置还可包括辐射能的来源。所述辐射能来源可被定位于所述装置中，从而使所述辐射能来源大体上与第一椭圆的近焦点和第二椭圆的远焦点重叠。