[发明专利]紫外光波长选择性滤波器

说明书

本发明的名称为紫外光波长选择性滤波器。波长选择性滤波器包括滤波材料。滤波材料包括掺杂有金属离子的主基体。滤波材料具有在深紫外(UV)范围内的透射区域，使得处于透射区域内的波长的UV光透射通过滤波材料。

相关申请的交叉引用

本申请涉及2020年6月23日提交的名称为“Ultraviolet Light WavelengthSelective FILTER”的美国临时申请63/043,089并要求其权益，其通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本公开内容的实施方式总体上涉及对光源发射的光进行滤波，并且具体地涉及对紫外(UV)光进行滤波。

背景技术

许多UV光源在至少一个相对较宽的波长带内发射各种波长的光。一些波长是期望的，比如用于对封闭空间内的空气和/或表面进行消毒，而其他发射波长由于干扰消毒或出于其他原因而不是期望的。为了提供利用这些UV光源的有效消毒方法，应当对紫外光进行滤波以吸收任何不期望的波长并透射杀死细菌和病毒所需的期望波长的光。期望的波长可以在电磁波谱的深UV区域，在本文中其指的是从190纳米(nm)到280nm的区域。大多数已知的滤波器设计用于300nm以上的波长区域，因此无法选择性地透射深UV区域中所需的波长以进行消毒。

一种为深UV区域设计的滤波器称为干涉滤波器，并且基于介电材料和金属的多层堆叠，其可产生折射率的周期性调制，从而在深UV的某些波长范围内产生反射和透射。干涉型滤波器有几个缺点。例如，干涉滤波器的构造复杂且困难。这些材料在高温和低压下以精确的量沉积，以实现折射率的精确周期性调制。众所周知，干涉滤波器在带通区域的透射率相对较低，该区域定义了允许穿过滤波器的波长，并且对入射在滤波器上的光的入射角具有高度依赖性。带通区域的低透射率和对入射角的高度依赖性是不期望的性质，因为这些性质降低了从光源发射的所期望的UV光的量或速率，限制了单位时间内UV光的消毒功效或能量。

发明内容

需要一种用于深UV光的UV波长滤波器，其提供选择性滤波以实现窄范围透射(或带通)区域、透射区域中的高透射对入射光的角度具有有限或没有依赖性，并且较不复杂和/或制造成本低于已知滤波器，比如上述干涉滤波器。应该选择性地设计UV波长滤波器，使得窄的透射区域包含一种或多种期望的波长并且排除不期望的波长。期望的波长可以是与经由杀死或中和细菌和病毒进行消毒相关的波长。

考虑到这些需要，本公开内容的某些实施方式提供包括滤波材料的波长选择性滤波器。滤波材料包括掺杂有金属离子的基体。滤波材料具有在深紫外(UV)波长范围内的透射区域，使得处于透射区域内的波长的UV光透射通过滤波材料。

在一个或多个实施方式中，提供了一种用于选择性过滤紫外(UV)光的方法。该方法包括用金属离子掺杂主基体以形成具有在约190nm和约280nm之间的深UV范围内的透射区域的滤波材料。金属离子分散在主基体中。方法包括在光源发出的光的光传播路径中将滤波材料安装在光源上。方法还包括经由滤波材料对光传播路径中的光进行滤波，使得具有在透射区域内的波长的光的第一部分透射通过滤波材料，并且具有在透射区域之外的波长的光的第二部分不透射透过滤波材料。

在一个或多个实施方式中，提供了一种光源，其包括外壳、由外壳保持的光产生源和波长选择性滤波器。光产生源被配置为发射紫外(UV)光。波长选择性滤波器设置在由光产生源发射的UV光的光传播路径中。波长选择性滤波器包括具有掺杂有金属离子的主基体的滤波材料。滤波材料具有在深紫外(UV)波长范围内的透射区域。由具有在透射区域内的波长的光产生源发射的UV光的一部分透射通过波长选择性滤波器。

附图说明

图1示出了根据实施方式的包括波长选择性滤波器的UV光源。

图2是显示波长选择性滤波器如何更改第一宽带光源的输出的图。

图3是显示波长选择性滤波器如何更改第二宽带光源的输出的图。