[发明专利]一种空间电子激发的反射式深紫外光源

说明书

本发明提供一种空间电子激发的反射式深紫外光源，包括具有导电特性的阴极基板、隔离体、具有导电特性的阳极基板、外壳、两条电极线、石英玻璃；阴极基板设有抛物面结构，抛物面结构的底部开设有通孔，且抛物面结构上设有冷阴极结构；阳极基板上设有位置可调节的超宽禁带半导体；阴极基板与阳极基板相向设置，并通过隔离体隔开形成真空间隙结构；阴极基板、隔离体、阳极基板形成一个整体置于外壳中；外壳设有开口，开口内镶嵌石英玻璃形成石英出光口；超宽禁带半导体、通孔、石英出光口处于同一水平线上；所述外壳真空封装；阴极基板、阳极基板通过电极线连接脉冲驱动电路。本发明能有效地提升外量子效率，产生高效的深紫外发光。

技术领域

本发明涉及紫外光源技术领域，更具体地，涉及一种空间电子激发的反射式深紫外光源。

背景技术

深紫外光源除了广泛应用于辐照杀菌、污染物分解等医疗、环境净化领域以外，在需要光刻、光固化的集成电路制造以及军事非视距通信等领域，也有着越来越重要的应用价值。传统的汞灯、等离子体或准分子深紫外光源等都有着功耗大、体积大、含污染、成本高等诸多问题。采用超宽禁带半导体制作的固态深紫外光源，可以有效地解决上述问题。但是，目前基于半导体的固态深紫外光源的电-光转换效率很低，导致紫外发光效率极低。在照明领域，固态光源的电-光转换效率低于20％，超过80％电能最终以热的形式耗散了；而在精密制造领域，极深紫外光源的电-光转换效率更低，不足1％。

为克服上述瓶颈，现有的一种方法是采用高质量单晶宽禁带半导体来外延制备低缺陷密度深紫外发光材料。这对外延生长技术提出了高要求，因为过多缺陷将会成为非辐射复合中心，从而降低光源器件的带边发光效率。另一种方法是采用真空自由电子激发来替代UV-LED固态器件结构，可以有效规避p-n结电注入式电致发光结构对薄膜结构及P型掺杂浓度的特殊高要求，同时提高光萃取效率，进而提高出光效率。

然而，现有的空间电子激发深紫外光源均为透射式的光源器件结构，即空间电子轰击半导体一侧，从半导体另一侧产生并发射紫外光，如中国专利公开号：CN101842869A、公开日：2010.09.22，公开了一种深紫外半导体发光装置；中国专利公开号：CN108231532A，公开日：2018.06.29，公开了一种电子束激发荧光粉的深紫外光源等等。这类光源结构没有考虑大尺寸宽禁带半导体自身对光的“自吸收”，在空间电子注入材料并产生深紫外光的电-光转换过程中，内量子效率虽高，但又很快在材料内部被吸收，导致最终的外量子效率很低。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中没有考虑大尺寸宽禁带半导体自身对光的自吸收，导致外量子效率很低的问题，提供了一种空间电子激发的反射式深紫外光源，其能有效的提升外量子效率，产生高效的深紫外发光。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种空间电子激发的反射式深紫外光源，包括具有导电特性的阴极基板、隔离体、具有导电特性的阳极基板、外壳、两条电极线、石英玻璃；

其中，所述阴极基板设有抛物面结构，所述的抛物面结构的底部开设有通孔，且所述的抛物面结构上设有冷阴极结构；

所述阳极基板上设有适应不同尺寸大小超宽禁带半导体的调节机构，所述的超宽禁带半导体固定在所述的调节机构中；

所述阴极基板与阳极基板相向设置，并通过隔离体隔开形成真空间隙结构，所述的阴极基板、隔离体、阳极基板形成一个整体置于外壳中；

所述的外壳设有开口，开口内镶嵌石英玻璃形成石英出光口；所述的阳极基板上的超宽禁带半导体、抛物面结构上的通孔、石英出光口处于同一水平线上；

所述外壳经过排气、真空封装后，形成所述反射式深紫外光源；