一种电子束激发荧光粉的深紫外光源制造技术

本发明专利技术涉及紫外光源领域，尤其涉及一种电子束激发荧光粉的深紫外光源。所述光源包括荧光屏、电子枪、以及玻璃外壳，其中所述荧光屏包括石英玻璃以及涂覆在所述石英玻璃上的紫外荧光粉层；所述电子枪设置于所述玻璃外壳内，所述电子枪产生的电子束朝向所述紫外荧光粉层，所述紫外荧光粉层在所述电子束激发下透过石英玻璃发出深紫外光；所述荧光屏通过过渡玻璃与所述玻璃外壳封接。本申请的深紫外光源无污染，成本低，易于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种电子束激发荧光粉的深紫外光源
本申请涉及紫外光源领域，尤其涉及一种电子束激发荧光粉的深紫外光源。
技术介绍
深紫外光源广泛应用于辐照杀菌领域，目前最常用的深紫外光源是汞灯，但汞灯含有汞，在生产及使用过程中都容易造成汞污染，同时汞灯时通过气体放电的方式产生紫外光，汞灯的谱线为紫外区域的连续光谱，应用效率低，同时由于汞灯工作时电极温度高，导致其使用寿命比较短。UV-LED具有无汞、节能、便携的特点，是能够替代汞灯的一种紫外光源，但UV-LED转换效率低，同时其较高的制造成本和较低的输出功率限制了在杀菌消毒领域的应用。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种电子束激发荧光粉的深紫外光源，以提供一种无污染、功率高、成本低的深紫外光源。为达到上述目的，本申请实施例提供了一种电子束激发荧光粉的深紫外光源，所述光源包括荧光屏、电子枪、以及玻璃外壳，其中：所述荧光屏包括石英玻璃以及涂覆在所述石英玻璃上的紫外荧光粉层；所述电子枪设置于所述玻璃外壳内，所述电子枪产生的电子束朝向所述紫外荧光粉层，所述紫外荧光粉层在所述电子束激发下透过石英玻璃发出深紫外光；所述荧光屏通过过渡玻璃与所述玻璃外壳封接。进一步地，所述紫外荧光粉层包括基质材料和激活离子，所述基质材料为磷酸钇。进一步地，所述激活离子为Bi2+，Pr3+或Gd3+中的任意一种。进一步地，所述玻璃外壳的型号为DM308或DM305的电子玻璃。进一步地，所述荧光屏通过多道过渡玻璃与所述玻璃外壳封接。进一步地，所述电子枪产生的电子束以聚焦扫描或面积投射的方式激发所述荧光粉层。进一步地，所述电子枪为热发射电子枪或场发射电子枪。进一步地，所述电子枪的工作电压为5kv～20kv。进一步地，所述紫外荧光粉层通过二氧化硅作为粘结剂涂覆在所述石英玻璃上。进一步地，所述光源还包括金属阳极，所述金属阳极通过金属可伐与所述玻璃外壳匹配封接。本申请实施例提供的深紫外光源包括荧光屏、电子枪以及玻璃外壳，电子枪荧光屏都置于玻璃外壳内，通过电子枪产生电子束激发荧光屏中的荧光粉，从而发出深紫外光，本申请使用石英玻璃为出光窗口，通过过渡玻璃与外壳玻璃进行封接，从而可以显著提高光源的出光功率，同时本申请的光源无污染，成本低，易于大规模生产。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例的电子束激发荧光粉的深紫外光源的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面结合附图，对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。参考图1，本申请实施例的电子束激发荧光粉的深紫外光源包括电子枪1、玻璃外壳2以及荧光屏。其中荧光屏由石英玻璃3以及涂覆在所述石英玻璃3上的紫外荧光粉层4组成，所述紫外荧光粉层4可通过二氧化硅作为粘结剂涂覆在所述石英玻璃3上；电子枪1设置于所述玻璃外壳2内，通过玻璃外壳2加以保护，并可通过玻璃外壳2提供所需的真空环境，所述电子枪为热发射电子枪或场发射电子枪，所述电子枪的工作电压优选为5kv～20kv；进一步地，所述电子枪产生的电子束以聚焦扫描或面积投射的方式激发所述荧光粉层，如图中箭头所示，所述电子枪产生的电子束朝向所述紫外荧光粉层4，所述紫外荧光粉层4在所述电子束激发下透过石英玻璃3发出深紫外光。在现有技术的深紫外光源中，汞灯是使用气体放电的方式产生紫外光，但汞有剧毒，污染环境，同时气体放电方式寿命短，强度不可调制；另一种是UV-LED深紫外灯，是通过电致发光的方式产生深紫外光，电致发光的方式受到材料的限制，一方面只能发出特定波长的光，另一方面转换效率低，出光总功率低，限制了其在工业中的应用。而本申请的深紫外光源是通过电子枪激发荧光粉的方式产生，通过激发不同的荧光粉，可以产生不同波长的深紫外光，同时可以通过调整电子枪的工作电压从而调节出光功率，另一方面本申请使用石英玻璃作为出光窗口，避免了普通玻璃对深紫外光的吸收，从而显著提高了光源的转换效率，本申请的实施例通过电子束激发荧光粉产生深紫外光的方式，具有寿命长，稳定性好，效率高的优点。所述荧光屏通过过渡玻璃5与所述玻璃外壳2封接。所述荧光屏中选用的石英玻璃3对紫外光的透光率达到90％以上，优选为可以透过从远紫外到近红外的连续光谱的光学石英玻璃，石英玻璃相对于普通玻璃具有紫外光吸收小，透过率强的的优点，尤其利于深紫外光透过。光源的外壳部分选用普通的电子玻璃，优选型号为DM308或DM305的电子玻璃，有利于降低生产成本，并且普通的电子玻璃易于加工，同时能与电子枪芯柱匹配封接。石英玻璃3与玻璃外壳2之间的连接问题成为本领域中的难点问题，石英玻璃与普通电子玻璃熔点差别很大，石英玻璃熔点达1000℃左右，而普通的电子玻璃熔点在600℃左右，同时两者热膨胀系数差别很大，直接封接难度大，容易造成封接裂纹，成品率低；本专利技术通过使用过渡玻璃5将所述荧光屏与所述玻璃外壳2封接，过渡玻璃5的热膨胀系数熔点及热膨胀系数都介于石英玻璃与玻璃外壳的热膨胀系数之间，从而可以减小封接难度，提高封接成品率，有利于降低生产成本。优选的，本申请实施例中荧光屏通过多道过渡玻璃与玻璃外壳封接。本申请实施例中使用的紫外荧光粉层包括基质材料和激活离子，所述基质材料为磷酸钇，激活离子优选为Bi2+，Pr3+或Gd3+中的任意一种。磷酸钇具有声子能量低，化学稳定性好的优点，通过掺杂Bi2+，Pr3+或Gd3+离子，在电子束激发下从而可以发出不同波长的深紫外光。进一步地，所述光源还包括金属阳极7，金属阳极7与玻璃外壳之间通过金属可伐匹配连接，同时本申请实施例中的玻璃外壳内壁涂覆有导电石墨，当电子枪产生的电子束激发荧光粉时，荧光粉表面会累积电荷从而影响荧光粉的能量吸收，最终会造成荧光粉发光效率下降，通过导电石墨可以将电荷引出至金属阳极，从而提高荧光粉发光效率。现有技术中金属阳极一般固定在电子枪芯柱上，但此时导电石墨就必须涂覆至与金属阳极接触的位置，对于不同形状的玻璃外壳，涂覆难度增大，不利于规模化生产，本申请的金属阳极直接与玻璃外壳封接，增加了导电石墨涂覆的灵活性，有利于规模化生产。进一步地，本申请实施例的还包括反射层6，通过蒸镀的方式涂覆在荧光粉层上，优选厚度为100nm左右的纯铝反射层，从而使得电子束激发荧光粉后产生的深紫外光集中朝向出光面射出，减少深紫外光朝向光源内部射出而造成的出光损失。本申请实施例提供的深紫外光源包括荧光屏、电子枪以及玻璃外壳，电子枪荧光屏都置于玻璃外壳内，通过电子枪产生电子束激发荧光屏中的荧光粉，从而发出深紫外光，本申请使用石英玻璃为出光窗口，可以显著提高光源的出光功率，同时荧光屏通过过渡玻璃与外壳玻璃进行封接，解决了石英玻璃与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子束激发荧光粉的深紫外光源，其特征在于，所述光源包括荧光屏、电子枪、以及玻璃外壳，其中：所述荧光屏包括石英玻璃以及涂覆在所述石英玻璃上的紫外荧光粉层；所述电子枪设置于所述玻璃外壳内，所述电子枪产生的电子束朝向所述紫外荧光粉层，所述紫外荧光粉层在所述电子束激发下透过石英玻璃发出深紫外光；所述荧光屏通过过渡玻璃与所述玻璃外壳封接。

【技术特征摘要】
1.一种电子束激发荧光粉的深紫外光源，其特征在于，所述光源包括荧光屏、电子枪、以及玻璃外壳，其中：所述荧光屏包括石英玻璃以及涂覆在所述石英玻璃上的紫外荧光粉层；所述电子枪设置于所述玻璃外壳内，所述电子枪产生的电子束朝向所述紫外荧光粉层，所述紫外荧光粉层在所述电子束激发下透过石英玻璃发出深紫外光；所述荧光屏通过过渡玻璃与所述玻璃外壳封接。2.如权利要求1所述的电子束激发荧光粉的深紫外光源，其特征在于，所述紫外荧光粉层包括基质材料和激活离子，所述基质材料为磷酸钇。3.如权利要求2所述的电子束激发荧光粉的深紫外光源，其特征在于，所述激活离子为Bi2+，Pr3+或Gd3+中的任意一种。4.如权利要求1所述的电子束激发荧光粉的深紫外光源，其特征在于，所述玻璃外壳的型号为DM308或DM305的电子玻璃。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，夏忠平，朱滨，
申请(专利权)人：上海极优威光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31