[发明专利]使用紫外线的抗菌装置

说明书

本文讨论了一种抗菌装置，例如手电筒、提灯或灯。抗菌装置生成紫外(UV)光谱(即150‑250nm)的光，包括200‑230nm。抗菌装置包括电子源、提取器和目标材料。电子源提供足够能量的电子以引起光子被释放，无论是通过目标物还是电子本身。提取器从电子源提取电子。目标材料是电子指向的组件。目标材料可以释放具有期望波长或在期望波长范围内的光子、或使电子释放具有期望波长或在期望波长范围内的光子。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年8月12日提交、序列号为16/991,359的美国申请的优先权，本申请要求于2019年9月3日提交、序列号为62/895,164的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

背景技术

当前的抗菌装置使用汞、激发二聚体(即准分子)或激发复合物(即激态复合物，例如KrBr*、ArF*或KrF*)形成紫外线。在此过程中，电子从受激的准分子或激态复合物状态跃迁到弱束缚基态，从而导致能量以光子形式释放。光子的能量大小与光子的电磁频率成正比，而电磁频率与波长成反比。

该装置可能产生具有对人体细胞或其组分(包括脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)或两者)有害的波长的光。该装置可能产生的光的强度低于灭菌、消毒或抗菌目的所需强度。因此，抗菌装置的局限性可能导致受限的功效，无论是由于有害波长、降低的强度还是类似原因。

需要一种更有效的抗菌装置。

附图说明

图1A示出了示例性抗菌装置。

图1B示出了示例性抗菌装置。

图2示出了示例性UV模块。

图3示出了示例性UV模块。

具体实施方式

本文讨论了一种抗菌装置，例如手电筒、提灯或灯。抗菌装置产生的紫外(UV)光的波长在期望波长范围150-250纳米(nm)内，包括200-230nm。抗菌装置包括电子源、提取器和目标材料。电子源提供自由电子。自由电子可用于引起释放波长在期望波长范围内的光子，无论是通过目标材料还是通过电子本身。提取器从电子源提取电子。目标材料是自由电子指向的组件。目标材料可以释放波长在期望波长范围内的光子、或使电子释放波长在期望波长范围内的光子。在一个示例中，目标材料在被电子源提供的自由电子撞击或激发时释放光子。在另一个示例中，目标材料可以使自由电子减速，从而使电子发射光子。在每次减速事件中，电子都会失去能量，但能够继续产生这些光子，直到达到最小电子能量。

抗菌装置可以控制由电子源提供的自由电子的能量、或选择材料以发射具有给定波长或波长范围的光子。这种控制允许抗菌装置生成具有特定波长的紫外光。紫外光对人体细胞(包括DNA、RNA或两者)无害，并具有足够高的强度以对表面、液体、空气、气体、类似物或其组合或多种进行适当地消毒(或灭菌，在适当的情况下)。

通过调节热电子发射器的温度、释放的自由电子上的加速电压、量子点的数量和密度、以及量子点的材料和尺寸，可以达到任何期望水平的远紫外光强度。这造就了一种光源或灯，它可以造成从非常暗淡到非常亮的光强度范围，用于期望范围内的任何选定波长，甚至是消毒目的期望的波长分布。