本發(fā)明涉及到一種紫外光源，尤其是一種可通過陰極射線發(fā)光的連續(xù)可調紫外光源。

背景技術：

紫外光源在殺菌消毒、紫外膠固化、打印以及PCT曝光等領域都具有重要應用，尤其是小型化紫外光源，在查酒駕、法學刑偵等領域都具有重要應用。目前工業(yè)領域通用的紫外光源一般都是通過高壓汞燈以及紫外發(fā)光二極管(UVLED)光源。

UVLED以其高效、節(jié)能環(huán)保以及長壽命，正逐步成為紫外光應用領域的主要光源，但是隨著LED波長的變短，紫外LED電光轉換效率更低，熱效應更加嚴重。

陰極射線光源作為電子束泵浦紫外光源，改變傳統(tǒng)通過電極注入電子-空穴復合方式，采用陰極射線注入電子，激發(fā)芯片材料發(fā)光，將會大大提高量子效率，且提高發(fā)光功率，但是即便如此，量子效率也仍然比較低，通過電子倍增器，加大電子注入數(shù)目，將會有效提高輸出光功率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種紫外陰極射線光源，實現(xiàn)陰極射線紫外光源在功率及光束尺寸要求等方面均可調的目的。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采取以下技術方案：

一種紫外陰極射線光源，包括依次順序設置的電子發(fā)射裝置、電子倍增器、電場、磁場、高反膜、發(fā)光芯片、紫外光增透膜及出光窗口，發(fā)光芯片受電子激發(fā)發(fā)光，電子發(fā)射裝置發(fā)出的電子依次經(jīng)過電子倍增器、電場、磁場、高反膜后進入發(fā)光芯片激發(fā)該發(fā)光芯片發(fā)光，光線從出光窗口射出。

所述電子發(fā)射裝置為場發(fā)射裝置或熱發(fā)射裝置。

所述電子倍增器包括由電子倍增器外壁構成的電子通道、設在該電子通道內的打拿極及與電子倍增器外壁連接的供電電源。

所述電子倍增器至少設置一級。

所述電場由加速電源產(chǎn)生，該加速電源一端與陽極連接、一端與陰極連接。

所述磁場具有垂直于電子直線運動方向分量。

所述發(fā)光芯片由但不限于量子阱結構材料、量子線材料或量子點結構材料制成。

本發(fā)明可以通過電子倍增器實現(xiàn)大功率紫外發(fā)光，通關過調整磁場改變電子運動半徑大小，從而調節(jié)紫外光束半徑，通過改變加速電子倍增器級聯(lián)級數(shù)的變化，改變電子數(shù)目，從而出光功率在一定范圍內可調，具有連續(xù)可調的優(yōu)勢。實現(xiàn)陰極射線紫外光源在功率及光束尺寸要求等方面均可調的目的。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明連接結構示意圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術人員的理解，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

如附圖1所示，本發(fā)明揭示了一種紫外陰極射線光源，包括依次順序設置的電子發(fā)射裝置1、電子倍增器3、電場4、磁場5、高反膜6、發(fā)光芯片7、紫外光增透膜9及出光窗口10，發(fā)光芯片7受電子激發(fā)發(fā)光，電子發(fā)射裝置發(fā)出的電子依次經(jīng)過電子倍增器3、電場4、磁場5、高反膜6后進入發(fā)光芯片7激發(fā)該發(fā)光芯片發(fā)光，光線從出光窗口射出。發(fā)光芯片可為量子阱結構材料、量子線材料或量子點結構材料制成，或者是其他注入電子就會被激發(fā)而發(fā)光的材料都可以，在此不再一一列舉。而且，可同時放置一種或者兩種芯片材料，使其在電子束尺寸范圍內展開，使電子分別進入不同材料，得到多波長光束。

電子發(fā)射裝置1為場發(fā)射裝置或熱發(fā)射裝置。本實施例中優(yōu)選為場發(fā)射裝置，該場發(fā)射裝置包括場發(fā)射陰極10和柵極11，場發(fā)射陰極10和柵極11與電源2連接。通過該場發(fā)射裝置產(chǎn)生電子種子源。該電源可在大于0V小于等于4kV范圍內調節(jié)。

此外，電子倍增器3包括由電子倍增器外壁31構成的電子通道、設在該電子通道內的打拿極33及與電子倍增器外壁31連接的供電電源32。電子從電子通道中穿過，在供電電源的作用下被加速，當電子撞到打拿極后，將產(chǎn)生二次電子，由此逐級倍增，將產(chǎn)生電子數(shù)目成倍放大。該電子倍增器可設置一級或者多級，級數(shù)可根據(jù)具體需要確定，其電壓最高可達-3～+6kV。

所述電場4由加速電源4產(chǎn)生，該加速電源一端與陽極8連接、一端與陰極連接，該加速電源的電壓可高達20kV。該電場對電子進行加速，使電子進入磁場前獲得更高能量。

所述磁場5具有垂直于電子直線運動方向分量，使電子運動產(chǎn)生螺旋運動。另外磁場由至少兩個不同方向的磁場連接排布構成，以便于電子連續(xù)做轉彎運動。該電場磁場強弱均可調，通過電場及磁場的強弱調整，可以改變電子的入射能量，并且可以改變電子螺旋半徑。

另外，電子發(fā)射裝置的陰極、柵極及電場的陽極材料，可以為任意適用材料，如金屬鋁等。

本發(fā)明中，發(fā)光芯片為采用MOCVD或MBE研制，為I I I/V族或I I/VI族材料，可以是量子阱結構、量子線結構或量子點等結構，并且襯底表面經(jīng)過特殊處理，比如生長與電子波長度可比擬的增透膜，或者采用周期性界面毛化處理，使入射電子更加容易進入材料。

工作時，電子發(fā)射裝置發(fā)射出電子，該電子首先進入到電子倍增器內，電子倍增器將使電子數(shù)目按照1、2、4等倍率增加，最終形成大量高速電子，此后電子進入電場及磁場，獲得加速并發(fā)生圓周運動，最終電子以一定速度及角度進入發(fā)光芯片，并激發(fā)芯片發(fā)光。依此循環(huán)，將能夠有效提高陰極射線光源發(fā)光功率。

需要說明的是，以上所述并非是對本發(fā)明的限定，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)造構思的前提下，任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護范圍之內。