[发明专利]包括用于将辐射施加到靶的辐射发射器的装置和相关方法

说明书

提供了一种用于将辐射施加到靶的装置。所述装置包括：辐射发射器，所述辐射发射器发射峰值发射波长在10nm至1mm的范围内的电磁辐射；以及第一反射器，所述第一反射器在长度方向上延伸并且具有凹横截面。所述第一反射器界定具有周界的空腔区域，并且包括用于所述空腔区域的所述周界的至少50％的内向反射边界。向所述空腔区域提供具有强度分布I和最大强度I_max的辐射。所述空腔区域包括由归一化强度I/I_max大于0.2的所有点界定的聚焦区域。所述聚焦区域的宽度是所述空腔区域的宽度的0.0001倍至0.5倍。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年3月10日提交的美国临时专利申请No.62/469,841的权益，所述申请的内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于将辐射施加到靶的装置和过程，并且更具体来说，涉及包括用于将所述辐射施加到靶的辐射发射器的装置。

背景技术

大量技术应用涉及将电磁辐射施加到靶。举例来说，可以采用电磁辐射进行加热、干燥、固化(如在光聚合中)等。一个此类应用涉及固化存在于物体外部上的前体层以产生物体表面上的聚合物涂层。将此类聚合物涂层施加到的一种物体是细长玻璃纤维。

在现有技术中已经作出大量尝试以便提供用于将电磁辐射施加到靶的过程，所述过程常常基于将待处理的物体放置在反射器的焦点处，且进而将所施加的辐射聚焦在那个点。

举例来说，在美国专利No.8,604,448中，公开了一种用于使用紫外(UV)光来固化纤维上的涂层的装置。所述装置包括由镜子定界的椭圆形横截面空腔。待固化的纤维位于所述椭圆的焦点处，并且在所述焦点处聚焦UV光以实现靶的固化。

美国专利No.4,710,638还公开了一种用于使用辐射来固化纤维上的涂层的装置。同样，固化腔室包括由镜子定界的椭圆形横截面。辐射源定位在椭圆的一个焦点处并且靶定位在另一焦点处。以此方式，辐射集中在靶上的一点。

然而，将需要例如在使用不同的辐射源固化玻璃纤维上的涂层的领域中提供用于将辐射施加到靶的改进的装置和过程。

发明内容

根据本发明的示例性实施方案，提供了一种用于将辐射施加到靶的装置。所述装置包括：辐射发射器，所述辐射发射器被配置成从辐射发射表面发射峰值发射波长在10nm到1mm的范围内的电磁辐射；以及第一反射器，所述第一反射器在长度方向上延伸并且具有垂直于所述长度方向的凹横截面。所述第一反射器界定具有周界的空腔区域，并且包括用于所述空腔区域的所述周界的至少50％的内向反射边界。所述辐射发射表面定向成向所述空腔区域提供具有强度分布I和最大强度I_max的辐射。所述空腔区域包括由归一化强度I/I_max大于0.2的所有点界定的聚焦区域。所述聚焦区域的宽度是所述空腔区域的宽度的0.0001倍到0.5倍。沿着通过最大强度I_max的点并且与连接辐射发射器的辐射发射表面的两个端点的线平行的线来确定所述聚焦区域的宽度和所述空腔区域的宽度。

还提供了使用包括辐射发射器的装置将辐射施加到靶的方法。

附图说明

当结合附图阅读时，通过以下详细描述最佳地理解本发明。要强调的是，根据惯例，图式的各种特征未按比例。相反，出于清楚起见而随意地扩大或缩减各种特征的尺寸。在附图中包括了以下图：

图1是根据本发明的示例性实施方案的第一反射器的横截面；

图2是包括根据本发明的示例性实施方案的图1的第一反射器的装置的横截面；

图3是图2的装置的另一横截面；

图4是图2的装置的透视图；