一种紫外阴极射线光源制造技术

本发明专利技术公开了一种紫外阴极射线光源，包括依次顺序设置的电子发射装置、电子倍增器、电场、磁场、高反膜、发光芯片、紫外光增透膜及出光窗口，发光芯片受电子激发发光，电子发射装置发出的电子依次经过电子倍增器、电场、磁场、高反膜后进入发光芯片激发该发光芯片发光，光线从出光窗口射出，电子发射装置为场发射装置或热发射装置。本发明专利技术实现阴极射线紫外光源在功率及光束尺寸要求等方面均可调的目的。

【技术实现步骤摘要】

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
紫外光源在杀菌消毒、紫外胶固化、打印以及PCT曝光等领域都具有重要应用，尤其是小型化紫外光源，在查酒驾、法学刑侦等领域都具有重要应用。目前工业领域通用的紫外光源一般都是通过高压汞灯以及紫外发光二极管(UVLED)光源。UVLED以其高效、节能环保以及长寿命，正逐步成为紫外光应用领域的主要光源，但是随着LED波长的变短，紫外LED电光转换效率更低，热效应更加严重。阴极射线光源作为电子束泵浦紫外光源，改变传统通过电极注入电子-空穴复合方式，采用阴极射线注入电子，激发芯片材料发光，将会大大提高量子效率，且提高发光功率，但是即便如此，量子效率也仍然比较低，通过电子倍增器，加大电子注入数目，将会有效提高输出光功率。
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阴极射线光源，实现阴极射线紫外光源在功率及光束尺寸要求等方面均可调的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：一种紫外阴极射线光源，包括依次顺序设置的电子发射装置、电子倍增器、电场、磁场、高反膜、发光芯片、紫外光增透膜及出光窗口，发光芯片受电子激发发光，电子发射装置发出的电子依次经过电子倍增器、电场、磁场、高反膜后进入发光芯片激发该发光芯片发光，光线从出光窗口射出。所述电子发射装置为场发射装置或热发射装置。所述电子倍增器包括由电子倍增器外壁构成的电子通道、设在该电子通道内的打拿极及与电子倍增器外壁连接的供电电源。所述电子倍增器至少设置一级。所述电场由加速电源产生，该加速电源一端与阳极连接、一端与阴极连接。所述磁场具有垂直于电子直线运动方向分量。所述发光芯片由但不限于量子阱结构材料、量子线材料或量子点结构材料制成。本专利技术可以通过电子倍增器实现大功率紫外发光，通关过调整磁场改变电子运动半径大小，从而调节紫外光束半径，通过改变加速电子倍增器级联级数的变化，改变电子数目，从而出光功率在一定范围内可调，具有连续可调的优势。实现阴极射线紫外光源在功率及光束尺寸要求等方面均可调的目的。附图说明附图1为本专利技术连接结构示意图。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所示，本专利技术揭示了一种紫外阴极射线光源，包括依次顺序设置的电子发射装置1、电子倍增器3、电场4、磁场5、高反膜6、发光芯片7、紫外光增透膜9及出光窗口10，发光芯片7受电子激发发光，电子发射装置发出的电子依次经过电子倍增器3、电场4、磁场5、高反膜6后进入发光芯片7激发该发光芯片发光，光线从出光窗口射出。发光芯片可为量子阱结构材料、量子线材料或量子点结构材料制成，或者是其他注入电子就会被激发而发光的材料都可以，在此不再一一列举。而且，可同时放置一种或者两种芯片材料，使其在电子束尺寸范围内展开，使电子分别进入不同材料，得到多波长光束。电子发射装置1为场发射装置或热发射装置。本实施例中优选为场发射装置，该场发射装置包括场发射阴极10和栅极11，场发射阴极10和栅极11与电源2连接。通过该场发射装置产生电子种子源。该电源可在大于0V小于等于4kV范围内调节。此外，电子倍增器3包括由电子倍增器外壁31构成的电子通道、设在该电子通道内的打拿极33及与电子倍增器外壁31连接的供电电源32。电子从电子通道中穿过，在供电电源的作用下被加速，当电子撞到打拿极后，将产生二次电子，由此逐级倍增，将产生电子数目成倍放大。该电子倍增器可设置一级或者多级，级数可根据具体需要确定，其电压最高可达-3～+6kV。所述电场4由加速电源4产生，该加速电源一端与阳极8连接、一端与阴极连接，该加速电源的电压可高达20kV。该电场对电子进行加速，使电子进入磁场前获得更高能量。所述磁场5具有垂直于电子直线运动方向分量，使电子运动产生螺旋运动。另外磁场由至少两个不同方向的磁场连接排布构成，以便于电子连续做转弯运动。该电场磁场强弱均可调，通过电场及磁场的强弱调整，可以改变电子的入射能量，并且可以改变电子螺旋半径。另外，电子发射装置的阴极、栅极及电场的阳极材料，可以为任意适用材料，如金属铝等。本专利技术中，发光芯片为采用MOCVD或MBE研制，为III/V族或II/VI族材料，可以是量子阱结构、量子线结构或量子点等结构，并且衬底表面经过特殊处理，比如生长与电子波长度可比拟的增透膜，或者采用周期性界面毛化处理，使入射电子更加容易进入材料。工作时，电子发射装置发射出电子，该电子首先进入到电子倍增器内，电子倍增器将使电子数目按照1、2、4等倍率增加，最终形成大量高速电子，此后电子进入电场及磁场，获得加速并发生圆周运动，最终电子以一定速度及角度进入发光芯片，并激发芯片发光。依此循环，将能够有效提高阴极射线光源发光功率。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的前提下，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】
一种紫外阴极射线光源，其特征在于，包括依次顺序设置的电子发射装置、电子倍增器、电场、磁场、高反膜、发光芯片、紫外光增透膜及出光窗口，发光芯片受电子激发发光，电子发射装置发出的电子依次经过电子倍增器、电场、磁场、高反膜后进入发光芯片激发该发光芯片发光，光线从出光窗口射出。

【技术特征摘要】
1.一种紫外阴极射线光源，其特征在于，包括依次顺序设置的电子发射装置、电子倍增器、电场、磁场、高反膜、发光芯片、紫外光增透膜及出光窗口，发光芯片受电子激发发光，电子发射装置发出的电子依次经过电子倍增器、电场、磁场、高反膜后进入发光芯片激发该发光芯片发光，光线从出光窗口射出。2.根据权利要求1所述的紫外阴极射线光源，其特征在于，所述电子发射装置为场发射装置或热发射装置。3.根据权利要求2所述的紫外阴极射线光源，其特征在于，所述电子倍增器包括由电子倍增器外壁构成的电子通道、设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成明，王琦，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