CN103858042B - 用于固化光纤的多光聚集和具有同位焦点的透镜组合 - Google Patents

Abstract

一种在工件如光纤上UV固化涂层或油墨的装置包括至少两个UV光源，其绕着中轴线等间隔隔开，每个UV光源包括反射器和柱面透镜，并且所述UV固化装置被配置为沿着所述中轴线接收工件。反射器被配置为极大减小来自UV光源的光的发射角，从而将光基本上引导通过柱面透镜，柱面透镜将所述光沿着工件表面集中地聚焦。

Description

用于固化光纤的多光聚集和具有同位焦点的透镜组合

相关申请

本申请要求2011年10月12日提交的美国专利申请61546407的优先权，其全部内容在此通过引用纳入。

背景技术

光纤在照明和成像应用以及电信领域中广泛使用，与电线相比，它们提供长距离上的更高数据传输率。另外，光纤更灵活、更轻并且能够被拉伸到比金属线更细的直径，允许将更高容量的纤维束形成光缆。采用通过紫外（UV）固化工艺施加的表面涂层来保护光纤免受物理损伤和水分侵入，并维持它们性能上的长期耐用性。

Carter等人（美国专利6,626,561）解决了光纤的UV固化均匀性问题，其中所述光纤具有位于UV固化装置的焦点之外的表面，UV固化装置采用椭圆反射器将来自位于该椭圆反射器的第二焦点处的单个UV光源的UV光引导到光纤表面。固化均匀性问题能够由光纤相对于光源的不精确对准或不规则成形的光纤引起。为了解决这些问题，Carter使用UV灯具结构，其采用椭圆反射器以利用来自位于第一椭圆反射器焦点附近的单个光源的UV光照射位于第二椭圆反射器焦点附近的光纤表面，其中光纤和灯泡均稍微偏离焦点。按此方式，到达光纤表面的UV光束被分散，并且光学涂层的照射和固化能够潜在地更均匀。

发明人在此认识到以上方法的潜在问题。也就是说，通过将UV光源和光纤偏移椭圆反射器的焦点，照射光纤表面的UV光的强度被分散和降低，因而降低固化和生产率，并带来更高的制造成本。

发明内容

解决上述问题的一个方案包括UV固化装置，其包括一个或更多个LED阵列光源，这些光源包括围绕工件等间隔隔开排列的成型的复合抛物面反射器，其中，该复合抛物面反射器被配置为减小光的发射角，从而使得柱面透镜能够将光集中地聚焦到工件。一个或更多个LED阵列光源的每个包括复合抛物面反射器，并且柱面透镜可以被对准以具有靠近或沿着工件的中轴线的输出焦点位置。这样，利用均匀且高强度的UV光照射光纤或其它工件，为光纤和其它工件提供快速和均匀的涂层固化是可能的。

应理解上述提供的概要以简化形式介绍下文中进一步详细描述的概念的选择。并不旨在确定所要求保护的主题的关键或本质特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题并不限于解决上文或本公开任何部分中提到的任何优点的实施方式。

附图说明

图1示出具有两个光反应系统的示例性装置，每个光反应系统包括电源、控制器、冷却子系统和发光子系统。

图2是以大锥角发射光的常规LED阵列的示例性截面。

图3是示出来自图2的常规LED阵列的大锥角近朗伯体发射的示例性曲线。

图4示例性示出具有复合抛物面反射器的LED阵列光源的截面图。

图5是示出来自具有图4的复合抛物面反射器的LED阵列光源的减小的角发射分布的示例性曲线。

图6是示例性柱面透镜的平面图。

图7是示出用于聚焦LED阵列的复合抛物面反射器和柱面透镜的示例性截面图。

图8是示出用于UV固化工件的绕着中轴线等间隔隔开的多光源的示例性截面图。

图9示出涂覆UV可固化工件的示例方法的流程图。

具体实施方式

本说明是针对用于制造涂覆的光纤、条带、缆线和其它工件的UV固化装置、方法和系统。光纤涂层可以通过采用围绕工件的中轴线等间隔隔开的至少两个UV光源的UV固化装置被UV固化，其中每个UV光源包括反射器和柱面透镜。图1示出包括两个光反应系统的这种UV固化装置的示例，每个光反应系统包括电源、控制器、冷却子系统和发光子系统。图2示出以大锥角发射光的常规LED阵列的示例性截面图。图3示出从大锥角光源（近朗伯体发光）（诸如图2示出的常规LED阵列）发射的辐射谱的曲线图。图4示出具有复合抛物面反射器的LED阵列光源的示例性截面图。图5是来自图4的具有复合抛物面反射器的LED阵列光源的减少的角发射分布曲线图。图6示出柱面透镜的示例性平面图。图7示出用于聚焦LED阵列的复合抛物面反射器和柱面透镜的示例性截面图。图8示出围绕工件的中轴线等间隔隔开的多个UV光源的示例性配置截面图。图9示出使用图8的示例性UV固化装置进行UV固化光纤或者其它工件的示例方法的流程图。

UV固化装置可以包括至少两个光反应系统，其包括至少两个UV光源，每个UV光源包括反射器和柱面透镜。现在参照图1，其示出包括两个光反应系统10和11的示例性配置的框图。在本示例中，光反应系统10和11设置在UV可固化工件26的相对侧并且绕着其中轴线等间隔隔开。在第一示例中，如图1所示，光反应系统能够包括相对设置，或者彼此以大约180°取向。在另一个示例中，设置在UV可固化工件的相对侧的光反应系统能够包括被设置为相对于彼此以至少90°-270°、或者相对于彼此以175°-185°取向。在其他示例性配置中，UV固化装置可以包括超过两个光反应系统。例如，UV固化装置可以包括三个光反应系统，其中每个光反应系统围绕工件的中轴线等间隔隔开，从而使得每个光反应系统被设置为绕着工件相对于彼此以大约120°取向，如图8所示。作为进一步示例，UV固化装置可以包括n个光反应系统，其中n是大于一的整数，其中，每个光反应系统绕着工件的中轴线等间隔隔开，从而使得每个光反应系统被设置为绕着工件相对于彼此以大约(360/n)°取向。

在一个示例中，光反应系统10和11均分别包括发光子系统12和13、控制器14和15、电源16和17以及冷却子系统18和39。

发光子系统12和13可以分别包括多个半导体器件19和27。例如，半导体器件19和27可以是LED装置。所选择的多个半导体器件19和27可以实现成分别提供辐射输出24和25。辐射输出24可以被引导到工件26。返回的辐射28和29可以从工件26被分别引导回到发光系统12和13（例如，经由辐射输出24和25的反射）。

辐射输出24和25可以经由耦合光学装置30和31被大致引导到工件26。耦合光学装置30和31（如果使用的话）可以以各种方式实现。作为一个示例，耦合光学装置可以包括插入在半导体器件19和27之间的一个或者更多个层、材料或者其它结构，提供辐射输出24和25到工件26表面。作为一个示例，耦合光学装置30和31可以包括微透镜阵列以增加辐射输出24和25的聚集、凝聚、准直或质量或者有效量。作为另一个示例，耦合光学装置30和31可以包括微反射器阵列。在采用这种微反射器阵列时，提供辐射输出24和25的每个半导体器件可以一对一地设置在相应的微反射器中。作为另一个示例，提供辐射输出24和25的半导体器件阵列20和21或半导体器件的阵列（多个）20和21的阵列可以多对一地设置在微反射器中。按此方式，耦合光学装置30可以都包括两个微反射器，其中每个半导体器件一对一地设置在相应微反射器中，并且其中对于微反射器，来自半导体器件的辐射输出24和25的量和/或质量被微反射器进一步增强，如上所述。例如，微反射器可以是复合抛物面反射器。

耦合光学装置30和31的层、材料或其它结构的每一个可以具有选定的折射率。通过适当选择每个折射率，可以选择性地控制辐射输出24和25（和/或返回的辐射28、29）的路径中的层、材料和其它结构之间的界面处的反射。作为一个示例，通过控制设置在半导体器件到工件26之间的所选界面处的这种折射率的差，可以减少或者增加该界面处的反射以增强最终传送到工件26的该界面处的辐射输出的传输。例如，耦合光学装置可以包括分色反射器，其中某些波长的入射光被吸收而其它的被反射并聚焦到工件26表面。

出于各种目的，可以采用耦合光学装置30和31。示例性目的包括，尤其是，保护半导体器件19和27、保持与冷却子系统18和39关联的冷却流体、聚集，凝聚和/或准直辐射输出24和25、聚集，引导或拒绝反回的辐射28和29，或者出于其它目的，单独的或者组合。作为一个进一步示例，光反应系统10和11可以采用耦合光学装置30和31，以增强辐射输出24和25的有效质量或者量，尤其是传送到工件26的。例如，耦合光学装置可以包括反射器，其可以是复合抛物面反射器，从而大致准直或引导从UV LED阵列光源辐射的UV光到柱面透镜，其将UV光大致聚焦在工件26表面。通过反射器（例如，复合抛物面反射器）大致准直或引导从UV LED阵列光源辐射的UV光到柱面透镜可以包括准直和引导50-90%的从UV LED阵列光源辐射的UV光，并且可以基于反射器的几何形状、材料、表面涂层等。此外，经由柱面透镜将UV光大致聚焦在工件26表面可以包括将20-90%的UV光聚焦在工件表面，并且可以依赖于工件26的大小和几何形状。例如，虽然较大尺寸的工件可以接收较小的溢出量，但是针对较小几何尺寸的工件（诸如光纤）可以存在较大的溢出。此外，可以存在一些溢出以考虑对准容差。

按此方式，反射器可以基本上减小来自UV光源的光的发射角，因而将光基本上引导通过柱面透镜，柱面透镜集中地沿着工件26表面聚焦光。

所选择的多个半导体器件19和27可以经由耦合电子装置22和23耦合到控制器14和15，以向控制器14和15提供数据。如以下更详细描述的，控制器还可以被实现为控制这种数据提供半导体器件，例如，经由耦合电子装置22和23。控制器14和15可以连接到、并且可以被实现为控制电源16和17、以及冷却子系统18和39的每个。另外，控制器14和15可以从电源16和17以及冷却子系统18和39接收数据。在一个进一步示例中，控制器14和15可以彼此通信（图1中未示出）以控制光反应系统10和11的操作。例如，控制器14和15可以按照主从级联控制算法操作，其中，一个控制器的设定点由另一个控制器的输出设置。还可以使用用于与光反应系统11结合的光反应系统10的操作的其它控制策略。

除了电源16和17、冷却子系统18和39和发光子系统12和13，控制器14和15还可以连接到并被实现为控制内部元件32和33以及外部元件34和35。元件32和33（如图所示）可以内置于光反应系统10和11中。如图所示出的，元件34和35可以外置于光反应系统10和11，但是可以与工件26关联（例如，处理、冷却或者其它外部设备）或者可以是与光反应系统10和11支持的光反应有关。

控制器14和15从电源16和17、冷却子系统18和39、发光子系统12和13、和/或元件32和33、以及34和35中的一个或者更多个接收的数据可以具有各种类型。作为一个示例，数据可以分别表示与耦合的半导体器件19和27关联的一个或更多个特性。作为另一个示例，数据可以表示与提供数据的相应的发光子系统12和13、光源16和17、冷却子系统18和39、内部元件32和33以及外部元件34和35关联的一个或更多个特性。作为再一个示例，数据可以表示与工件26关联的一个或更多个特性（例如，表示被引导到工件的辐射输出能量或者谱分量（一个活更多个））。另外，数据可以表示这些特性的一些组合。

控制器14和15在接收到任何这些数据时可以被实现为响应该数据。例如，响应于来自任何这些部件的这种数据，控制器14和15可以被实现为控制电源16和17、冷却子系统18和39、发光子系统12和13（包括一个或更多个这些耦合的半导体器件）和/或元件32、33、34和35中的一个或者更多个。作为一个示例，响应于来自发光子系统的指示在与工件关联的一个或者更多个点处的光能量不充足的数据，控制器14可以被实现成（a）增加电源对一个或更多个半导体器件的供电，（b）经由冷却子系统18增大发光子系统的冷却（例如，某些发光装置，如果被冷却，则提供更大的辐射输出），（c）增加向这些装置供电的时间，或（d）以上的组合。作为一个进一步示例，控制器14和15可以被实现为独立于发光子系统13和/或光反应系统11，控制发光子系统12和/或光反应系统10。

发光子系统12和13的单独的半导体器件19和27（例如，LED装置）可以被控制器14和15独立地控制。例如，控制器14和15可以控制一个或者更多个单独的LED装置中的第一组来发射第一强度、波长等的光，并控制一个或者更多个单独的LED装置中的第二组来发射不同强度、波长等的光。一个或者更多个单独的LED装置的第一组可以在半导体器件的同一阵列20和21中，或者可以来自半导体器件的不止一个阵列20和21。半导体器件阵列20和21还可以由控制器14和15独立于分别由控制器14和15控制的发光子系统12和13中的其他半导体器件阵列20和21而控制。例如，第一阵列的半导体器件可以被控制以发射第一强度、波长的光，而第二阵列的半导体器件可以被控制以发射第二强度、波长的光，等等。

作为一个进一步示例，在第一组条件下（例如，针对具体工件、光反应和/或操作条件集合），控制器14和15可以操作光反应系统10和11以实现第一控制策略，而在第二组条件下（例如，针对具体工件、光反应和/或操作条件集合），控制器14和15可以操作光反应系统10和11以实现第二控制策略。如上所述，第一控制策略可以包括操作一个或者更多个单独半导体装置（例如，LED装置）中的第一组来发射第一强度、波长的光，而第二控制策略可以包括操作一个或者更多个单独LED装置中的第二组来发射第二强度、波长的光。第一组LED装置与第二组LED装置可以是相同组LED装置，并且可以跨过LED装置的一个或者更多个阵列，或者与第二组可以是不同组的LED装置，但是不同组的LED装置可以包括来自第二组的一个或者更多个LED装置的子集。

冷却子系统18和39可以被实现为管理发光子系统12和13的热行为。例如，冷却子系统18和39可以提供发光子系统12和13的冷却，并且更具体地，提供半导体器件19和27的冷却。冷却子系统18和39还可以被实现为冷却工件26和/或工件26与光反应系统10和11（例如，发光子系统12和13）之间的空间。例如，冷却子系统18和39可以是空气或者其它流体（例如，水）冷却系统。冷却子系统还可以包括冷却元件，诸如附接到半导体器件19和27或其阵列20或者21，或者附接到耦合光学装置30和31的散热片。例如，冷却子系统可以包括LED反射器（例如，耦合光学装置30和31）上方的鼓风冷却空气，其中反射器配备有外部散热片来增强热传递。

光反应系统10和11可以用于各种应用。示例包括，但不限于，固化应用，范围涉及墨水印刷到DVD的制造以及光刻。可以采用光反应系统10和11的应用能够具有相关的操作参数。也就是说，应用可以具有下列相关的操作参数：在一个或更多个波长上，施加超过一个或更多个时间段的一个或更多个等级的辐射功率的提供。为了适当地实现与该应用关联的光反应，可以在工件26处或工件26附近传送这些参数中的一个或多个的一个或者更多个预定等级或以上（和/或特定时间、次数或时间范围）的光功率。

为了遵循所希望的应用参数，提供辐射输出24和25的半导体器件19和27可以根据与应用参数（例如温度、谱分布和辐射功率）关联的各种特性操作。同时，半导体器件19和27可以具有特定操作规格，其可以与半导体器件的制造关联，以及除了其他之外，可以被遵循以阻止装置的毁坏和/或预先阻止装置的退化。光反应系统10和11的其它部件还可以具有相关的操作规范。除了其他参数规范之外，这些规范可以包括操作温度的范围（例如最大值和最小值）和所施加的电功率范围。

因此，光反应系统10和11可以支持应用参数的监测。另外，光反应系统10和11可以提供半导体器件19和27的监测，包括它们相应的特性和规范。另外，光反应系统10和11还可以提供光反应系统10和11的所选择的其它部件的监测，包括它们的特性和规范。

提供这种监测能够验证系统的合适操作从而使得光反应系统10和11的操作能够被可靠地评估。例如，光反应系统10和11可以相对于应用参数（例如，温度、谱分布、辐射功率等）中的一个或者更多个、与这些参数关联的任何部件的特性和/或任何部件的相应操作规范而不适当地操作。监测的提供可以响应并根据控制器14和15从系统的部件中的一个或者更多个接收到的数据来执行。

监测还可以支持系统操作的控制。例如，经由控制器14和15可以实现控制策略，控制器14和15接收并响应于来自一个或更多个系统部件的数据。这个控制策略，如上所述，可以被直接实现（例如，通过基于涉及部件操作的数据，由指向该部件的控制信号控制部件）或者间接实现（例如，通过指向用于调节其它部件的操作的控制信号来控制部件操作）。作为一个示例，通过指向电源16和17的调整施加到发光子系统12和13的功率的控制信号和/或指向冷却子系统18和39的调整施加到发光子系统12和13的冷却的控制信号可以间接调整半导体器件的辐射输出。

可以采用控制策略以使能和/或增强系统的适当操作和/或应用的性能。在一个更具体示例中，还可以采用控制以使能和/或增强阵列的辐射输出及其操作温度之间的平衡，从而使得，例如，防止半导体器件19和27或者半导体器件阵列20和21的加热超过它们的规范，并且还将足以适当地完成应用的光反应（一个或更多个）的辐射能量引导到工件26。

在一些应用中，高辐射功率可以被传送到工件26。因此，可以使用发光半导体器件的阵列20和21来实现发光子系统12和13。例如，可以使用高密度发光二极管（LED）阵列来实现发光子系统12和13。尽管可以使用LED阵列并且在此对其进行详细描述，应理解的是在不背离光反应系统的原理的情况下，可以使用其它发光技术来实现半导体器件19和27、及其阵列20和21；其它发光技术的示例包括，但不限于，有机LED、激光二极管、其它半导体激光器。

继续参照图1，可以以阵列20和21或者阵列（多个）的阵列的形式提供多个半导体器件19和27（例如，如图1所示）。阵列20和21可以被实现以使得半导体器件19和27中的一个或更多个或者大多数被配置为提供辐射输出。同时，然而，阵列的半导体器件19和27中的一个或更多个可以被实现以提供对所选择的阵列的特性的监测。监测装置36和37可以从阵列中的装置中选择，并且例如，可以具有与其它发光装置相同的结构。例如，可以由与具体半导体器件关联的耦合电子装置22和23确定发光和监测之间的差异（例如，在一个基本形式中，LED阵列可以具有监测LED装置（其中耦合电子装置提供反向电流）和发光LED装置（其中耦合电子装置提供正向电流）。

此外，基于耦合电子装置，阵列中所选择的半导体器件可以是多功能装置和/或多模式装置中的其中一个/两者，其中（a）多功能装置可以能够检测不止一个特性（例如，辐射输出、温度、磁场、振动、压力、加速度和其它机械力或变形）并且可以根据应用参数或其它确定性因素在这些检测功能之间切换，而（b）多模式装置能够发光、检测和某个其它模式（例如，关闭）并且可以根据应用参数或其它确定性因素在模式之间切换。

如上所述，光反应系统10和11可以被配置为接收工件26。作为一个示例，工件26可以是UV可固化光纤、条带或者缆线。此外，工件26可以被分别设置在光反应系统10和11的耦合装置30和31的焦点处或设置在靠近光反应系统10和11的耦合装置30和31的焦点的位置。以这种方式，从光反应系统10和11辐射的UV光可以经由耦合光学装置引导到工件表面以UV固化和驱动那里的光反应。此外，光反应系统10和11的耦合光学装置30和31可以绕着工件26的中轴线等间距隔开从而UV光可以由耦合光学装置30和31大致聚焦在工件26表面。

现在转向图2，其示出以大锥角发光的常规LED阵列光源200的示例性截面图。LED阵列光源200可以包括壳体210。光束260从光源通过大锥角发射。作为一个示例，从常规LED阵列发射的光近似符合朗伯体分布。在图3中，曲线300示出朗伯体分布的宽辐射谱，其中，辐射输出在宽锥角上是可区分的。

现在转向图4，其示出具有反射器（例如，复合抛物面反射器440）的LED阵列光源400的示例性截面图。复合抛物面反射器440附接到光源400的壳体410，所述壳体包含光源并包括用于冷却子系统流体的入口和出口，其中光源近似地从复合抛物面的焦点发光。

抛物面是锥截面，其由正圆锥面和平行于该表面的产生直线的平面的相交而成。抛物面还能够被定义为距线（准线）和点（焦点）等距离的平面内的点的轨迹。垂直于准线并通过该焦点，将抛物面二等分的线是其对称轴。对称轴上与抛物面交叉的点是定点，并且其是抛物面上曲率最大的点。复合抛物面可以源自具有公共焦点但是不同定点的两个抛物面的交叠区域。

抛物面反射器可以是用于收集或者投射能量（诸如，光）的反射装置。抛物面反射器的形状可以是柱面抛物面的形状，即通过将抛物面沿着垂直于抛物面的平面的轴线投影而形成的表面。抛物面反射器可以将设置在抛物面轴线焦点处的线性光源产生的光束反射到平行于抛物面轴线的准直光束中。复合抛物面反射器也可以是用于收集或者投射光的反射装置。复合抛物面反射器的形状可以源自沿着垂直于抛物面的平面的轴线投影复合抛物面。复合抛物面反射器将沿着其轴向焦点设置的近似线性光源产生的光束发射到大致准直光束，如图4中从光源400的壳体410发射的光束的路径所示。因而，复合抛物面反射器440可以被配置为极大减小来自光源400的光的发射角。复合抛物面光学装置在光学和物理领域中是已知的，此处不再进一步详细描述。在图4的配置中，因为光束靠近并沿着复合抛物面反射器的轴向焦点发射，所以复合抛物面反射器440基本上准直和引导光束460，因而基本上减小发射角，如图4所示。为了进行UV固化，抛物面反射器的内表面可以是UV反射性的，从而将UV光基本上引导到工件26的表面上。

现在转到图5，其示出从抛物面反射器发射的光的示例性辐射谱的曲线图。比较图3与图5的谱，示出使用抛物面反射器可以基本上减小LED阵列光源的发射角。具体地，具有抛物面反射器的光源的辐射谱在更窄锥角上输出。

现在转向图6，其示出柱面透镜600的示例。柱面透镜是将通过透镜的光聚焦到线而不是像球面透镜那样聚焦到点的透镜。柱面透镜的弯曲面是柱面的截面，并且将经过其的光束聚焦到平行于透镜表面和与其相切的平面的交点的线上。透镜在垂直于这条线的方向上压缩图像，并在平行于其的方向上（在切面中）不变。作为一个示例，如图6所示，柱面透镜可以是柱面菲尼尔透镜。也可以使用其它适当类型的柱面透镜，诸如平凸或平凹、双凸、新月，以及涂覆的柱面透镜。

现在转到图7，其示出发光子系统700的示例，发光子系统700包括光源710、复合抛物面反射器740、柱面透镜770。如图7所示，光源710的壳体机械地耦合到复合抛物面反射器740，从而使得从光源710发射的光靠近抛物面反射器的焦点形成。因此从光源710发射的光束760被反射并被基本上引导到透镜柱面770，因而它们随后基本上聚焦到工件780的表面上。发光子系统700可以相对于工件780对准，从而使得从光源710发射以及基本上被反射器（其可以是复合抛物面反射器740）反射的光可以在经过柱面透镜770时基本上聚焦到工件780的表面上。复合抛物面反射器740的形状可以与完全复合抛物面略有偏离，而不损害由光源710辐射的光向柱面透镜的大量反射。作为一个进一步示例，略微与完全复合抛物面偏离的复合抛物面反射器740的形状能够包括小平面的复合抛物面表面，其中反射器的大体形状可以是复合抛物面，但是具有与复合抛物面稍微偏离的单独的小平面区段。小平面的或部分小平面的复合抛物表面可以潜在地允许按照针对给定光源增强工件表面处的光均匀性或强度的方式控制反射光。每个小平面可以是平坦的，其具有连接多个平坦小平面以形成抛物表面的拐角。替代地，小平面可以具有弯曲表面。柱面透镜770也可以包括柱面菲涅耳透镜。

现在转到图8，其示出配置有三个光反应系统802的UV固化装置800。每个光反应系统802可以包括发光子系统（包括光源810（例如，UV LED阵列））、复合抛物面反射器860和柱面透镜870。如图7中的装置所示，对于每个光反应系统802，光源810可以机械地耦合到复合抛物面反射器860，从而使得从光源810发射的光在靠近复合抛物面反射器860的焦点附近形成。因此光被基本上反射并被引导到柱面透镜870。柱面透镜870可以安装在相对光源810的复合抛物面反射器860的相反端（如图所示），因而经复合抛物面反射器860反射的光被基本上引导到柱面透镜870，从而其基本上聚焦在工件820的表面。如图8所示，光反应系统802可以绕着工件820的中轴线等间隔隔开，因而柱面透镜870可以将UV光基本上聚焦在工件820的表面处或者工件820的表面附近。

此外，每个都包括复合抛物面反射器860和柱面透镜870的至少两个光反应系统802可以被设置以使光被基本上聚焦在工件820的相对侧的工件表面处或者附近或者包含工件表面的位置。

因为至少两个光源810可以结合复合抛物面反射器860使用，并且所述光源绕着工件820的轴线等间隔隔开，所以相对于一个光源810是远场的工件820的表面相对于另一个光源810可以是近场。因此具有绕着工件820的轴线等间隔隔开的多个光源810的UV固化装置800的设计能够潜在地避免使用背面反射器，简化系统设计并降低成本。按此方式，相比于采用单光源的常规UV固化装置，图8示例的配置还能够潜在地在工件表面上实现更高的照度和更均匀的照度。实现更高和更均匀的照度可以潜在地允许增加的生产率和/或较短的固化时间，因而减少产品制造成本。

相比于采用单个光源的UV固化装置，使用多个光源的另一个潜在优点是来自多个光源的UV光能够更均匀聚集在工件的所有表面上，并且与常规单光源UV固化装置相比，维持高照度。此外，因为使用多个光源，从光源照射的光能够基本上被引导到工件的表面，即使工件与柱面透镜的焦点稍微不对准，或者一个或者更多个光源、复合抛物面反射器或者柱面透镜稍微不对准时，也可以实现。此外，在工件的截面可以是不规则形状或者非对称的情况下，或者在工件截面会较大的情况下，当结合使用多个光源时，从光源照射的光能够被基本上引导到工件的表面。

至少两个光源的使用还在对辐射的光的照度和谱波长的控制上带来较多灵活性。例如，两个或者更多个光源的辐射和灯泡类型能够独立地改变，或者它们能够被匹配。在操作期间光源中的一个故障或者失效的情况下，多个光源的使用还能够提供一些故障自动保险冗余。

光源可以进一步包括，例如，单独的LED装置，LED装置阵列，或者LED阵列的阵列。在这个配置中，复合抛物表面能够将从设置在复合抛物面反射器焦点处或其附近的光源辐射的光基本上聚集到工件820的表面上。

样本管850可以同心地围绕工件820并被配置为接收工件820。样本管850可以绕着工件820的轴线被基本上定位在中心，并且可以被惰性气体填充或者用惰性气体净化，诸如氮气、二氧化碳、氦气或者其它惰性气体，以降低UV固化反应的氧气抑制。样本管850可以由玻璃、石英或其他基本上不吸收、折射、反射或干扰经由柱面透镜870和复合抛物面反射器860传输通过样本管850的UV光的材料构成。工件820可以以使得工件的整个长度能够暴露于来自光源810的充分照度的UV光以被UV固化的抽拉速率被连续抽拉通过样本管。

复合抛物面反射器860能够包括用于反射和引导从光源810发射的光束的反射性内表面。反射性内表面可以以最小光吸收或光折射反射可见和/或UV和/或IR光束。复合抛物面反射器860可以包括中空反射器或使用全内反射的固体光学装置。替代地，复合抛物面反射器860可以包括反射性内表面，其可以是分色的，从而使得特定范围波长的光可以被反射，而波长在特定范围之外的光可以在反射性内表面处被吸收。例如，反射性内表面可以被设计为反射UV和可见光束，但是吸收IR光束。这种反射性内表面对于热敏感涂层或者工件可以潜在地有用，或使工件820的表面处的固化反应的速率和均匀性适度。在另一方面，反射性内表面可以优选地反射UV和IR，因为固化反应能够在更高温度更迅速地进行。

工件820能够包括具有一定范围的大小和尺寸的光纤、条带或者缆线。工件820还可以包括UV可固化包层和/或表面涂层，以及印刷在其表面上的UV可固化墨水。UV可固化包层能够包括一个或者更多个UV可固化聚合物系统，并且还可以包括在一个或者更多个固化阶段中可以是UV可固化的超过一个的UV可固化层。UV可固化表面涂层可以包括在光纤或者光纤包层的表面上可固化的薄膜或者墨水。例如，工件820可以是光纤，其包括纤芯和包层，并且包层可以包括涂层，涂层包括UV可固化聚合物，诸如聚酰亚胺或丙烯酸酯聚合物，或者另一种一个或者更多个UV可固化聚合物。作为另一个示例，也可以使用双层涂层，其中，工件可以涂覆有内层和外层，当被固化时，所述内层可以具有柔软和橡胶品质以通过微弯最小化衰减，所述外层可以较坚硬并适于保护工件（例如，光纤）免受磨损和暴露于环境（例如，湿气、UV）。内层和外层可以包括聚合物系统，例如，环氧系统，其包括引发剂、单体、低聚物和其它添加剂。

在固化期间，在样本管850内，工件820可以在轴线方向上被拉过或抽过UV固化装置，其中工件820相对于两个或者更多个光反应系统802被基本上轴线地设置在中心。此外，样本管850可以关于柱面透镜870的焦点而被轴线地设置在中心，并且可以同心地围绕工件820。样本管850可以由玻璃、石英或另一光学和/或UV和/或IR透明材料构成，并且在尺寸上不会过度厚，从而样本管850不阻挡或基本上不干扰从光源810照射以及从复合物抛物面反射器860引导通过样本管850到达工件820的表面上的光束。样本管850可以具有圆形截面，如图8所示，或者可以具有其它适当成型的截面。样本管850也可以包含惰性气体（诸如氮气、二氧化碳、氦气等），以在工件周围保持惰性气体并减少氧气抑制，所述氧气抑制会减缓UV固化反应。

光源810可以包括半导体器件或者半导体器件阵列中的一个或更多个，诸如LED光源、LED阵列光源、或者微波供电或卤素弧光源，或其阵列。此外，光源810可以沿着复合抛物面反射器860和柱面透镜870的轴线长度延伸。光源810，尤其是光源阵列，或光源阵列（多个）的阵列可以进一步包含沿着UV固化装置800的复合抛物面反射器部分的长度或者沿着该长度的点处的复合抛物面反射器860的焦点或延伸超出所述复合抛物面反射器860的焦点。以这种方式，从光源810沿着复合抛物面反射器的轴线辐射的光被基本上沿着其整个轴线长度重新引导到工件820的表面。

此外，光源810可以发射可见光、UV光或者IR光中的一个或者更多个。此外，光源810可以是相同的或者不同类型的光源。例如，一个光源810可以辐射UV光而另一个光源820可以辐射IR光。作为另一个示例，一个光源810可以辐射第一光谱的UV光，而另一个光源820可以辐射第二光谱的UV光。由一个和另一个光源810发射的第一光谱和第二光谱会或不会交叠。例如，如果光源810中的一个是第一类型的LED光源，而光源810中的另一个是第二类型的LED光源，则它们的发射谱会或不会交叠。此外，由光源810辐射的光的强度可以相同，或者它们可以不同，并且它们的强度能够由操作员经由控制器（例如14、15）或者耦合电子装置（例如，22、23）来独立控制。以这种方式，能够灵活并独立地控制光源810的光强度和波长以实现工件的均匀UV辐射和UV固化。例如，如果工件是不规则成型的，和/或不是关于柱面透镜870的焦点对称的，则UV固化装置可以与辐射另一部分不同地辐射工件的的一部分，以实现均匀固化。作为另一个示例，如果不同涂层或者墨水应用于工件的表面，则UV固化装置可以与辐射另一部分不同地辐射工件的的一部分。

在具有复合抛物面反射器860和每个设置在复合抛物面反射器860的焦点处的至少两个光源810的UV固化装置中，与采用一个反射器和单个光源的常规UV固化装置相比，设置在柱面透镜870的焦点处的工件可以被更均匀的且更高强度的UV光辐射。按此方式，使用关于工件820的轴线等间隔隔开的至少两个光反应系统802的UV固化工件可以实现更快的固化速率和更均匀的工件820固化。换句话说，能够实现更快固化速率并实现更均匀固化。当涂层扩张或收缩时，不均匀或不均衡涂覆的工件会可能经历不均匀力。对于光纤的情况，不均匀涂覆的光纤能够更容易受到更强的信号衰减。除了实现围绕工件（例如，光纤）的同心涂层具有恒定厚度并且在工件（例如，光纤）的应用长度上连续，实现更均匀固化可以包括反应单体和低聚物的更高百分比转换，以及聚合物系统中的更高程度的交叉链接。

在光纤、缆线、条带等的连续或批制造工艺中实现更快的固化速率可以潜在地减少制造时间和成本。此外，实现更均匀固化可以潜在地向工件带来更高的耐用性和强度。在光纤涂层的情况下，增加的涂层均匀性可以潜在地保持光纤强度，因而相对于阻止由于如微弯变形、应力腐蚀或者光纤中的其它机械损坏的现象引起的信号传输衰减而潜在地提高光纤的耐用性。较高程度的交叉链接也可以潜在地增加涂层的化学阻力，防止化学渗入和化学腐蚀或者光纤的损坏。光纤会由于表面缺陷而严重退化。利用常规UV固化装置，尤其是采用一个光源的那些UV固化装置，能够实现更快的固化速率，但是是以减少固化均匀性为代价；类似地，能够实现更均匀固化，但是是以降低固化速率为代价。

因此，UV固化装置可以包括至少两个UV光源，其绕着中轴线等间隔隔开，每个UV光源包括反射器和柱面透镜，并且所述UV固化装置被配置为沿着所述中轴线接收工件。反射器可以被配置为基本上减小来自UV光源的光的发射角，因而将光基本上引导通过柱面透镜，柱面透镜集中地沿着工件的表面聚焦光。此外，反射器可以附接到用于UV光源的壳体，其中UV光源可以包括电源、控制器、冷却子系统和发光子系统，其中，发光子系统可以包括耦合电子装置、耦合光学装置和多个半导体器件，并且其中所述壳体可以包含光源并且可以包括用于冷却子系统流体的入口和出口。UV光源的多个半导体器件可以包括UV LED阵列，其中源自半导体器件的UV光可以经由反射器和柱面透镜被基本上沿着工件的表面引导和聚焦。柱面透镜可以包括柱面菲尼尔透镜，并且反射器可以包括复合抛物面反射器。复合抛物面反射器可以包括中空反射器、使用全内反射的固态光学装置，或者分色反射器。所述至少两个UV光源可以发射具有不同峰值波长的UV光。冷却子系统可以包括用于耗散来自UV固化装置的热的循环冷却流体和安装在反射器的外表面上的散热片。

可以使用各种工艺或方法来制造复合抛物面反射器860，这取决于应用参数，诸如热载荷、精度、成本等。复合抛物面反射器860可以是由金属机加工或浇铸的，或者由玻璃、陶瓷机加工或者铸造和/或塑料成型的，并与高反射率涂层组合。此外，复合抛物面反射器860可以包括外表面，其被设计用于UV固化系统的热传递冷却。例如，外表面可以成脊状以增加热传递，并且还可以包括附接到复合抛物面反射器860的外表面的用于耗散热的散热片或其它结构。还可以通过冷却空气或其它惰性流体在复合抛物面反射器860的一个或者更多个表面上方的对流提供额外的冷却元件作为冷却子系统18的部分（在图8中未示出）。

UV固化装置800还可以包括图8中未示出的其它部件，诸如电源。此外，光源810可以经由光源810的壳体附接到复合抛物面反射器860。例如，壳体可以经由面板或其它机械装置机械地紧固到复合抛物面反射器860。此外，壳体可以包含光源810并且包括用于冷却子系统流体的入口和出口。

因而，用于UV固化的光反应系统可以包括电源、冷却子系统和发光子系统。发光子系统可以包括：至少两个UV LED阵列光源，其中每个UV LED阵列光源关于中轴线等间隔地隔开；UV固化装置，其被配置为沿着中轴线接收工件；和耦合光学装置，其用于每个UV LED阵列光源，包括复合抛物面反射器和柱面透镜。复合抛物面反射器可以被配置为将从UVLED阵列光源发射的UV光基本上引导到柱面透镜，并且柱面透镜可以被配置为将UV光聚焦到工件的表面上。用于UV固化的光反应系统可以进一步包括控制器，其包括可执行指令以从至少两个UVLED阵列光源辐射UV光。耦合光学装置可以进一步包括包围工件的石英管，其可以关于柱面透镜的焦点而被轴向地设置在中心，其中用惰性气体净化石英管。冷却子系统可以包括散热片，其附接到复合抛物面反射器的外表面。

现在转到图9，其示出固化工件（例如，光纤，光纤涂层或者另一类型的工件）的方法900。方法900开始于步骤910，其能够包括在光纤抽拉步骤中首先从预制件抽拉光纤。方法900接着在步骤920继续，其使用预定涂覆工艺利用UV可固化涂层或者聚合物系统涂覆光纤。

接着，方法900进行到步骤930，其中涂覆后的光纤被UV固化。在UV固化步骤930期间，光纤可以被拉过一个或多个UV固化装置（诸如，线性串联排列的UV固化装置800）的样本管，在此期间，UV光从UV固化装置的LED阵列光源810被辐射并被复合抛物面反射器860和柱面透镜870引导到柱面透镜870的焦点处或焦点附近的光纤的表面上。拉光纤的线速度能够非常快，例如，可以超过20m/s。因此，串联排列多个UV固化装置800可以允许涂覆后的光纤长度接收足够长的UV曝光驻留时间，以基本上完成光纤涂层的固化。基本上完成光纤涂层的UV固化可以带来物理和化学属性，诸如强度、耐用性、化学阻力、疲劳强度等。不完整或不充足的固化会退化产品性能质量和其它属性，这能够潜在地造成光纤的过早故障和性能损失。在一些示例中，通过将制造速率、或者光纤或工件的抽拉或线速度考虑在内来确定UV固化阶段的有效长度（例如，串联排列的UV固化装置800的数量）。因而如果光纤线速度较慢，则UV固化系统阶段的长度或者数量可以比光纤线速度更快的情况短。

接着，方法900继续在步骤940，其中确定是否要求额外的涂覆阶段。在一些实例中，双层或者多层涂层可应用于工件（例如，光纤）的表面。如上所述，光纤能够被制造成包括两个保护性同心涂层。例如，也可以使用双层涂层，其中，工件可以涂覆有内层和外层，当所述内层被固化时可以具有柔软和橡胶品质以通过微弯最小化衰减；所述外层可以较坚硬并且适于保护工件（例如，光纤）免受磨损和暴露于环境（例如，湿气、UV）。内层和外层可以包括聚合物系统，其包括引发剂、单体、低聚物和其它添加剂。如果进行附加涂覆步骤，则方法900返回到步骤920，其中在附加的UV固化步骤930之前，经由附加的涂覆步骤920来涂覆光纤或其它工件（现在利用UV固化的第一层涂覆）。在图9中，每个涂覆步骤被示为光纤涂覆步骤920以简化例示，然而，每个涂覆步骤可以不相同，从而使得每个涂覆步骤可以应用不同类型的涂层、不同涂层成分、不用涂层厚度，并给工件带来不同的涂层属性。另外，涂覆工艺步骤920可以使用不同处理条件（例如，温度、涂层黏度、涂覆方法）。类似地，不同涂层或者步骤的UV固化能够涉及各种方法或者处理条件。例如，在不同UV固化步骤中，根据涂层类型和/或涂层属性，可以改变如UV光强度、UV曝光时间、UV光波长谱、UV光源等处理条件。

在一个或更多个涂覆和固化步骤920和930之后，方法900可以在步骤950继续。在步骤950处，可以在涂覆后的光纤上印刷UV可固化墨水或者漆，例如，出于加色或标识目的。可以使用预定印刷工艺来执行印刷，并且所述印刷可以涉及一个或更多个多印刷阶段或步骤。接着，方法900在步骤960继续，其中油墨或漆被UV固化。类似于一个或更多个光纤涂层的UV固化步骤，通过将光纤拉过线性串联排列的一个或更多个UV固化装置800的样本管850，油墨或者漆被UV固化，在此期间UV光被从UV固化装置800的LED阵列光源810辐射并且被复合抛物面反射器860和柱面透镜870引导到位于柱面透镜870的焦点处或其附近的光纤的表面上。可以拉光纤的线速度能够非常快，例如，可以超过20m/s。因此串联排列多个UV固化装置可以允许油墨或者漆沿着光纤的长度接收足够长的UV曝光驻留时间，以基本上完成油墨或者漆的固化。在一些示例中，通过将制造速率、或光纤或者工件的抽拉或者线速度考虑在内来确定UV固化阶段的有效长度（例如，串联排列的UV固化装置800的数量）。因而如果光纤线速度较慢，则UV固化系统阶段的长度或者数量可以比光纤线速度较快的情况短。具体地，使用包括绕着工件的中轴线等间隔隔开的复合抛物面反射器860和至少两个光源810的UV固化装置800可以潜在地提供更高的强度和更均匀的UV光被辐射并引导到工件的表面，因而提供工件的更快和更均匀固化。以这种方式，光纤涂层和/或墨水可以以更高的生产率UV固化，因而降低制造成本。

接着，方法900继续在步骤970，其确定是否要求附加印刷阶段。例如，可以出于标识目的期望印刷第一层墨水或漆，接着印刷第二层墨水或漆以保护第一印刷层。如果要求附加印刷阶段，则方法900返回到步骤940来印刷并UV固化附加的油墨和/或漆。

在图9中，每个印刷步骤被示出为光纤印刷步骤950以简化例示，然而，每个印刷步骤可以不相同，从而使得每个印刷步骤可以应用不同类型的墨水或漆、不同墨水或者漆成分、不用墨水或者漆厚度，并且给工件带来不同墨水或者漆属性。另外，印刷工艺步骤920可以使用不同处理条件（例如，温度、涂层黏度、涂覆方法）。类似地，不同印刷层或者步骤的UV固化能够涉及各种方法或者处理条件。例如，在不同的UV固化步骤中，根据涂层的类型和/或涂层属性，可以改变诸如UV光强度、UV曝光时间、UV光波长谱、UV光源等处理条件。

如果不存在附加印刷阶段，则方法900在步骤980继续，其执行任何后UV固化工艺步骤。作为示例，后UV固化工艺步骤可以包括缆线或条带构造，其中多个涂覆和印刷以及UV固化的光纤组合成平坦条带，或多个光纤或条带组成大直径光缆。其它后UV固化工艺步骤可以包括光缆和条带的外包层或者鞘的共挤压。

以这种方式，UV固化工件的方法可以包括从绕着工件的中轴线等间隔隔开的至少两个UV光源辐射UV光，经由反射器反射所辐射的UV光，其中反射器极大减小UV光的发射角，经由柱面透镜将反射的UV光基本上聚焦在工件的表面上，并且基本上沿着柱面透镜的焦点拉伸工件。沿着焦点拉伸工件可以包括沿着焦点拉伸具有UV可固化涂层、聚合物或墨水中的至少一个的光纤、条带或者光缆中的至少一个。反射所辐射的UV光可以包括使用复合抛物面反射器反射所辐射的光。辐射UV光可以包括从发射具有不同峰值波长的UV光的至少两个UV光源辐射UV光。

该方法可以进一步包括经由外部散热片耗散反射器的外表面的热，并将石英样本管关于柱面透镜的焦点轴向地设置在中心，其中石英样本管同心地围绕工件，并且其中用惰性气体清净化石英管。

将理解此处公开的配置实质上是示例性的，并且这些具体实施例并不认为是限制性的，因为可能有多种变化。例如，以上实施例能够应用于不同于光纤、光缆和条带的工件。此外，以上描述的UV固化装置和系统可以与现有制造设备集成并且不是针对具体光源设计的。如上所述，可以使用任何适当的光引擎，诸如微波供电的灯、LED、LED阵列和水银弧灯。本公开的主题包括各种配置的全部新颖和非明显组合和子组合，以及其他此处公开的特征、功能和/或属性。

请注意此处描述的示例工艺能够与各种UV固化装置和UV固化系统配置连用。此处描述的工艺流程可以表示一个或更多个任何数量的处理策略，诸如连续、批次、半批次、和半连续处理等。因此，所示出的各种动作、操作和功能可以按照示出的顺序执行、并行地执行，或在一些情况下被省略。类似地，不必要要求处理顺序实现此处描述的示例性实施例的特征和优点，仅是出于图示和描述简单而提供。根据所使用的具体策略，示出的动作或功能中的一个或更多个可以被重复执行。将理解此处公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为是限制含义，因为可能有多种变化。本公开的主题包括各种系统和配置的全部新颖和非明显组合和子组合，以及其他此处公开的特征、功能和/或属性。

下列权利要求具体指出被认为是新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可以引用“一个”元件或者“第一”元件或者其等同物。应理解这种实施方式包括一个或者更多个这些元件的组合，不要求也不排除两个或更多个这些元件。通过当前权利要求的修改或通过在这个或者相关申请中提出的新权利要求，可以要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合。这些权利要求，无论范围与原始权利要求更宽、更窄、等同或者不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (18)

1.一种UV固化装置，所述装置包括：

至少两个光反应系统，其绕着中轴线等间隔隔开，每个光反应系统包括发光子系统，

其中，所述发光子系统包括UV光源、包含所述UV光源的壳体、在外部附接到所述壳体的复合抛物面反射器以及被安装在所述复合抛物面反射器的一端上的柱面透镜，其中，所述柱面透镜和所述UV光源在相对于所述复合抛物面反射器的反射内部表面的相反端上，并且所述装置被配置为沿着所述中轴线接收工件，其中，每个复合抛物面反射器包括多个小平面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光源位于所述复合抛物面反射器的焦点处，所述复合抛物面反射器被配置为极大减小来自所述UV光源的光的发射角，从而将所述UV光基本上引导通过所述柱面透镜，所述柱面透镜将所述光沿着所述工件的表面集中地聚焦。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述光反应系统中的每个进一步包括

电源、控制器和冷却子系统，所述发光子系统进一步包括耦合电子装置；并且

所述壳体包括用于冷却子系统流体的入口和出口。

4.根据权利要求3所述的装置，其中包括在所述UV光源中的多个半导体器件包括UVLED阵列，并且其中UV光经由所述复合抛物面反射器和柱面透镜基本上沿着所述工件的表面被引导并聚焦。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述柱面透镜是柱面菲尼尔透镜。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述复合抛物面反射器包括中空反射器或使用全内反射的固态光学装置。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述复合抛物面反射器包括分色反射器。

8.根据权利要求3所述的装置，其中所述UV光源发射具有不同峰值波长的UV光。

9.根据权利要求3所述的装置，其中所述冷却子系统包括用于从所述装置散热的循环冷却流体。

10.根据权利要求3所述的装置，其中所述冷却子系统包括被安装在所述反射器的外表面上的散热片。

11.一种UV固化工件的方法，所述方法包括：

从包含在壳体中的至少两个UV光源辐射UV光，其中所述至少两个UV光源绕着所述工件的中轴线等间隔隔开，其中，所述至少两个UV光源的强度被独立地控制；

经由在外部附接到所述壳体的复合抛物面反射器反射所辐射的UV光，其中所述复合抛物面反射器极大减小所述UV光的发射角，并且其中，每个复合抛物面反射器的表面是至少部分小平面的，

经由柱面透镜将反射后的UV光基本上聚焦在所述工件的表面上，所述柱面透镜相对于所述复合抛物面反射器的反射内部表面被安装在所述UV光源的相反端上，以及

基本上沿着所述柱面透镜的焦点拉伸所述工件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中沿着所述焦点拉伸所述工件包括沿着所述焦点拉伸具有UV可固化涂层、聚合物或者墨水中的至少一个的光纤、条带或者缆线中的至少一个。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，辐射所述UV光包括从至少两个UV光源辐射所述UV光，所述至少两个UV光源发射具有不同峰值波长的所述UV光。

14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：经由外部散热片从所述反射器的外表面散热。

15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：关于所述柱面透镜的所述焦点将石英样本管置于轴向中心，其中所述石英样本管同心地包围所述工件，并且其中所述石英样本管由惰性气体净化。

16.一种用于UV固化的光反应系统，所述光反应系统包括：

电源；

冷却子系统；

发光子系统，所述发光子系统包括：

至少两个UV LED阵列光源，其中每个UV LED阵列光源关于中轴线等间隔隔开地布置，用于UV固化的所述光反应系统被配置为沿着所述中轴线接收工件；

用于每个UV LED阵列光源的耦合光学装置，其包括包含每个UV LED阵列光源的壳体、在外部附接到所述壳体的复合抛物面反射器和相对于所述复合抛物面反射器的抛物表面被安装在相对所述UV光源的相反端上的柱面透镜，所述复合抛物面反射器被配置为将从所述至少两个UV LED阵列光源发射的UV光基本上引导到所述柱面透镜，所述柱面透镜被配置为将所述UV光聚焦到工件的表面上，和

控制器，其包括可执行以从所述至少两个UV LED阵列光源辐射UV光的指令，其中，如果所述工件是不规则成型的，则辐射在所述工件的一部分上的光的强度不同于所述工件的另一部分，

其中，每个复合抛物面反射器包括多个平坦小平面和连接所述多个平坦小平面以形成所述复合抛物面反射器的所述抛物表面的拐角。

17.根据权利要求16所述的光反应系统，其中所述耦合光学装置进一步包括围绕所述工件并关于所述柱面透镜的焦点被置于轴向中心的石英样本管，其中所述石英样本管由惰性气体净化。

18.根据权利要求17所述的光反应系统，其中所述冷却子系统包括散热片，其附接到所述复合抛物面反射器的外表面。