具体实施方式

当结合附图阅读时，将更好地理解前述概述以及某些实施方式的以下详细描述。如本文所用，以单数形式引用且前面有单词“一(a)”或“一个(an)”的要素或步骤应理解为不一定排除多个要素或步骤。进一步地，对“一个实施方式”的引用并不旨在解释为排除也结合了所述特征的附加实施方式的存在。此外，除非明确指出相反，“包括(comprising)”或“具有(having)”具有特定条件的一个或多个要素的实施方式可以包括不具有该条件的附加要素。

本公开内容的实施方式提供了一种用于UV光的波长选择性滤波器。波长选择性滤波器被设计为允许电磁光谱的深UV区域(例如，约190nm至约280nm)中选定的窄波长范围的光以高透射率通过滤波器，而吸收具有高光密度的其他波长，使得其他波长不能通过滤波器。特别地，波长选择性滤波器的实施方式可用于将宽带(深)UV光源转变为窄带深UV光源。许多深UV光源在整个深UV中产生多种波长的光。对于某些应用，期望的是深UV光源仅在窄波长范围内发射。一种这种应用是使用UV光在交通工具(比如飞机)或建筑物(比如医院、剧院、商业企业等)的内部舱室内杀菌和消毒。波长选择性滤波器可以设计成能够在不伤害人体组织的情况下实现具有抗菌和抗病毒作用的波长的高透射率。

波长选择性滤波器可用作带通滤波器(其吸收(或阻挡)透射区域以上和以下波长——称为带通区域的光)、带阻滤波器(其仅吸收透射区域——称为带阻区域内波长的光)、短通滤波器(其仅吸收透射区域以上波长的光)或长通滤波器(其仅吸收透射区域以下波长的光)。术语透射区域广义上是指允许穿过根据本文所述实施方式的波长选择性滤波器的光的波长范围。根据滤波器的组成，滤波器可以设计为带通滤波器、带阻滤波器、短通滤波器或长通滤波器。本文对比如带通区域和/或通带区域的术语的引用仅指透射区域，并不旨在将波长选择性滤波器的应用限制为仅用作带通滤波器。

根据本文实施方式的波长选择性滤波器具有滤波材料，该滤波材料包括分散在透明主基体内的金属离子掺杂剂。主基体在一些实施方式中是固体，而在其他实施方式中是液体。金属离子掺杂剂在深UV区域具有可区分的固有吸收带，并限定至少一个透射或带通区域，其中金属离子不吸收光。带通区域受存在的金属离子掺杂剂的特性和主基体的组成的影响。例如，通过选择不同的金属离子或金属离子的组合和/或通过选择主基体的不同组成，可以在波长选择性滤波器的生产过程中调谐带通区域。

在本文描述的波长选择性滤波器的一个或多个技术效果是该滤波器能够选择性地透射深UV区域中的窄波长带并阻挡其他波长。结果，波长选择性滤波器可以联结到宽带UV光源以使得宽带UV光源作为窄带光源工作。此外，可以调谐波长选择性滤波器，使得窄带波长包括期望的波长，比如与空气和表面的杀菌和消毒相关的波长，而不伤害人体组织，并且排除不期望的波长。波长选择性滤波器还令人期望地提供带通区域中光的高透射率，这相对于允许较少消毒波长通过的滤波器可提高消毒效率。滤波材料可减少或限制发光，并且可能对入射光的角度具有非常有限的敏感度(如果有的话)，使得光的入射角不影响通过滤波器的透射光的强度或量。由于这些原因，本文所述的波长选择性滤波器可以胜过其他已知的UV滤波装置。另一个技术效果是波长选择性滤波器的生产可能比其他已知的UV滤波装置更简单且成本更低。此外，在生产期间，可以通过改变金属离子掺杂剂的浓度和/或改变滤波材料的厚度来调谐波长选择性滤波器中吸收区域的光密度，而不会显著影响带通区域的透射率。相比之下，为了更改干涉滤波器中的光密度，必须在滤波器中添加另外的层，这将不可避免地降低带通区域的透射率。

图1示出了根据实施方式的UV光源100或灯。UV光源100包括光产生源102、外壳104和波长选择性滤波器106。源102设置在腔108内，腔108由外壳104限定并且也可以部分由滤波器106限定。空腔108可以填充有气体。外壳104可以沿其内表面110反射。源102可以是产生并发射UV光的灯泡、LED等。滤波器106被放置在来自源102的光传播路径中，使得来自源102的UV光直接或间接(经由反射)照射在滤波器106的内表面112上。波长选择性滤波器106允许一些窄波长透射范围(例如，带通区域)内的光线114透射通过滤波器106并离开滤波器106的外表面116进入周围环境。在一个实施方式中，滤波器106是吸收波长在窄波长透射区域之外的光线118的带通滤波器，使得那些光线118不会穿过外表面116进入周围环境。波长选择性滤波器106被设计成允许深UV区域中选定的窄波长范围的光(例如，光线114)以高透射率通过滤波器106，而吸收具有高光密度的其他波长的光(例如，光线118)，使得被吸收的光不能通过滤波器106。滤波器106配置为对所选波长范围(例如，带通区域)中的光是透明的。本文所使用的术语透明是指在选定波长透射区域上平均的光线或光束的至少60％透射通过滤波器106。例如，具有在透射区域内的波长的光的透射率可以小于100％但大于60％，比如大约70％、80％或90％。

波长选择性滤波器106的具体应用是将深UV宽带光源转换为窄带光源。例如，光源100可以是宽带深UV光源，其输出功率以一个波长为中心，并且输出光在该中心波长周围分布广泛。峰的宽度通常用其半峰全宽(FWHM)来描述。该实例中宽带光源的FWHM大于或等于5nm。光源100可以代表或包括准分子灯，比如KrCl或KrBr、汞蒸气灯、氘灯、氙灯、汞氙灯、UVLED或UV激光器(其使用磷光体以降档深UV区域的发射和输出光)、发射FWHM为5nm或更大的LED等。在发射的宽带光的传播路径中在光源100上安装波长选择性滤波器106将光源100转换为窄带光源。离开滤波器106的光本质上变成窄带。

我们的滤波器对此类光源的影响如图2所示，该图显示了波长选择性滤波器如何更改第一个宽带光源的输出。图2显示了描绘宽带深UV光源的未滤波的发射光谱121的第一曲线图120、描绘由根据实施方式的波长选择性滤波器106提供的透射光谱123的第二曲线图122和描绘当滤波器106应用于宽带深UV光源的传播路径时所得输出光谱125的第三曲线图124。所得输出光谱125显示了从约222nm延伸至约245nm的相对窄的带通区域126，其表示窄带深UV光透射。安装有滤波器106的图1中所示的光源100可以发射第三曲线图124中所示的光谱125中的UV光。

在另一个实例中，光源100可以表示另一种类型的宽带光源，其中未滤波的输出光分布在以不同波长为中心的多个峰中。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。图3示出了如何将波长选择性滤波器106放置在这种宽带光源的传播路径中以将输出光转换为窄带。例如，图3显示了描绘宽带深UV光源的未过滤发射光谱131的第一曲线图130，描绘由波长选择性滤波器106提供的透射光谱123的图2中所示的第二曲线图122，以及描绘当滤波器106应用于宽带深UV光源的传播路径时所得输出光谱135的第三曲线图134。输出光谱135具有从约228nm延伸到约242nm的窄带通区域136，其表示窄带深UV光透射。

返回参考图1，波长选择性滤波器106包括滤波材料140。滤波材料140设置在波长选择性滤波器106的内表面112和外表面116之间并且是选择性对入射光进行滤波的材料。图4示出了根据一个实施方式的滤波材料140。滤波材料140包括掺杂有金属离子144，特别是金属阳离子的主基体142。主基体142是透明的。金属离子144(也称为金属离子掺杂剂)分散在整个主基体142中。

金属离子144可用作主要滤波剂。金属离子144可具有价电子构型(n-1)d¹⁰ns²，其中n表示离子价壳的主量子数，(n-1)d¹⁰表示占据主量子数为n-1的d轨道的10个电子，ns²表示有两个电子占据量子数为n的s轨道。金属离子144在基于元素组成的特定、固有吸收范围内吸收光。滤波材料140中存在的特定金属离子144可基于吸收范围来选择以控制滤波器106的吸收和带通区域。金属离子144的非限制性实例可包括铟(In⁺)、铊(Tl⁺)、锡(Sn²⁺)、铅(Pb²⁺)和/或铋(Bi³⁺)。滤波材料140可仅包括用于主要滤波剂的单一元素(例如，In⁺)或多种不同元素(例如，In⁺和Sn²⁺)的组合。这些离子能够在深UV的某些区域吸收光，而在其他区域是透明的(不吸收)。

图5是显示具有不同吸收光谱的两种金属离子可以在滤波材料内组合以实现高吸收区域和低吸收区域的图。第一曲线图150描绘了第一金属离子(例如，金属离子“A”)的吸收光谱151，第二曲线图152描绘了第二金属离子(例如，金属离子“B”)的吸收光谱153，以及第三曲线图154描绘了组合吸收光谱155。组合吸收光谱155限定了由两种金属离子的吸收范围形成的通带区域156。

在一个实施方式中，图5中所示的两种金属离子在同一主基体142内结合(图4中所示)。在替代实施方式中，波长选择性滤波器106可以由堆叠中的多层不同滤波材料限定，使得光传播路径行进穿过该堆叠。第一层可以包括分散在主基体内的第一曲线图150中表征的第一金属离子(但不包括第二曲线图152中表征的第二金属离子)。第二层可以包括分散在主基体内的在第二曲线图152中表征的第二金属离子(但不包括第一金属离子)。如本文所述，主体材料也影响滤波器106的吸光度和透射率。因此，单一类型的金属离子和多种类型的组合将导致深UV内的高透明度区域和低透明度区域，使得能够形成和调谐波长选择性滤波器106。吸光度(A)和透射率(T)通过方程A＝2-log(T)相关联，其是波长选择性滤波器106的工作原理。

例如，“A”层可以由KBr主基体和In⁺金属离子组成。“B”层可以由含有Sn²⁺和Tl⁺金属离子的CaCl₂主基体组成。各个层的主基体可以相同或不同。将A层和B层直接堆叠在一起，或者在它们之间使用一些深UV透明材料，都可以产生期望的滤波性质。层数可以是二、三、四等。

主基体142在一个或多个实施方式中是固体，而在其他实施方式中是液体。主基体142在滤波器106设计用于操作的深UV区域的部分中是透明的，即，它必须至少在滤波器106的带通区域(一个或多个)中是透明的。在其中主基体142是固体的实施方式中，主基体142可以包括各种材料。

在第一固体主体实施方式中，主基体142包括含有卤素阴离子和碱金属或碱土金属阳离子的离子盐。卤素阴离子可以是氟、氯、溴和/或碘。碱金属可以是锂、钠、钾、铷和/或铯。碱土金属可以是铍、镁、钙、锶和/或钡。根据第一非限制性实例的滤波材料140是掺杂有铟(In⁺)金属离子的NaCl主基体。根据第二非限制性实例的滤波材料140包括具有掺杂有铊金属离子的NaI基体的第一层和具有掺杂有锡(Sn)金属离子的KBr基体的第二层。

在第二固体主体实施方式中，主基体142包括金属氧化物。金属可以是硅，提供二氧化硅主体材料。例如，二氧化硅材料可以是熔融氧化硅、石英或熔融石英。在其他实例中，金属可以是铝、铪和/或锆。

在第三固体主体实施方式中，主基体142包括非金属氧化物盐。非金属元素可以是硼，并且主基体142可以是由硼砂，即，Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O形成的玻璃。在另一个实例中，非金属元素可以是磷，并且主基体142可以是由NaH₂PO₄形成的玻璃。

在第四固体主体实施方式中，主基体142包括金属氟化物，其中金属是铝、镧或钇。在又另一个实施方式中，主基体142包括金属氮化物，比如氮化铝或AlGaN。

金属离子144可以在波长特定滤波器106的生产期间中以各种方式并入固体主基体142中。在多个实施方式中，金属离子最初制备为具有卤素阴离子的盐。该盐被称为滤波剂的卤化物盐。卤素阴离子可以是氟、氯、溴或碘。在第一卤化物盐实施方式中，将固体主基体加热到主基体材料的熔融温度以上并且金属离子被并入熔化的主基体中。例如，滤波剂的卤化物盐以粉末形式添加到容纳块状形式或粉末化形式的主基体材料的容器中。容器被加热到或超过主基体材料的熔融温度，使作为滤波剂的金属离子分散在整个主基体中。使混合物冷却，导致形成主要由主基体材料组成的玻璃状或结晶固体，但其也含有金属离子(一种或多种)，金属离子是分散在整个基体中的滤波剂。容器的尺寸和形状以及其中存在的材料量将决定所生产的滤波材料的尺寸。

在第二个卤化物盐实施方式中，固体主基体不加热到高于熔融温度。相反，当主基体低于其熔化温度时，作为主要滤波剂的金属离子(一种或多种)可以扩散到主基体中。滤波剂的卤化物盐以粉末形式添加到容纳块状形式或粉末形式的主基体材料的容器中。在低于主基体材料熔点的温度下将混合物加热一段延长的时间，使作为主要滤波剂的金属离子扩散到主基体中。如果主基体是块状形式，则材料的最终形状在此过程后基本上不改变。如果主基体是粉末形式，那么在此过程之后材料将保持粉末形式。然后可以将粉末形式机械压制成期望的形状和尺寸。

在第三卤化物盐实施方式中，滤波剂的卤化物盐在化学或物理气相沉积过程中与主基体材料共沉积。

其他实施方式可以放弃滤波剂的卤化物盐的制备。在一个这种实施方式中，主要滤波剂的金属离子最初以其元素形式制备，然后在化学或物理气相沉积过程中与主基体材料共沉积。

可选地，覆盖材料可以施加在滤波材料的至少一部分上。覆盖材料可以是UV级二氧化硅或另外的在深UV区域透明的稳定材料。覆盖材料可以施加在滤波材料上以完全封装滤波材料，比如，如果滤波材料是吸湿的或者在周围环境条件(比如碱金属卤化物主基体)下降解，或者是液体。可能的覆盖材料的另一个实例是水稳定的金属氟化物，比如MgF₂。

在各种其他实施方式中，主基体142可以是液体溶液。波长选择性滤波器106的合适液体主基体包括水、乙腈、环己烷、乙醚、1,4-二烷、乙醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、甘油、庚烷、十六烷、己烷、甲醇、甲基环己烷、戊烷、乙酸戊酯、1-丙醇、2-丙醇、四氢呋喃和2,2,4-三甲基戊烷。液体必须容纳在在深UV下也是透明的非渗透性固体材料(例如，容器)中，以将液体主基体保持在适当位置。固体可以是上述材料中的一种，比如覆盖材料或潜在的固体主基体材料中的一种。在一个实施方式中，液体主基体可以容纳在由上述固体主基体中的一种形成的容器内，该固体主基体中也具有金属离子(一种或多种)，提供另外的滤波层。例如，金属离子可以存在于液体主基体和液体主基体的透明容器二者中。任选地，如上所述，一种或多种类型的金属离子的第一子集可以存在于液体主基体中，并且一种或多种不同类型的金属离子的第二子集可以存在于固体主体容器中。

在多个实施方式中，液体主基体是水。可以通过将金属离子以盐的形式溶解到水中来并入金属离子。金属离子表示阳离子，并且阴离子可以是卤化物、高氯酸盐或其他化合物。任选地，金属离子的氧化态可以通过添加到溶液中的酸或碱添加剂来稳定。另外地，或者作为替代，可以向溶液施加电势以稳定金属离子的氧化态。可以通过以盐的形式将另一种阴离子并入到溶液中来改变金属离子(一种或多种)的吸收区域。也可能的是，中性化合物(如18-冠-6或氨)可以作为金属离子的配体，从而改变吸收波长。添加剂阴离子的性质使金属离子的吸收区域向更短或更长的波长改变。这使得液体主体实施方式中的波长选择性滤波器106可调谐。

可选地，液体滤波材料140(例如，溶剂加金属离子溶液)可以用作冷却光源100的介质。例如，灯泡或其他光产生源102可以热连接到液体滤波溶液，这使得溶液能够吸收从灯泡102发出的热量。液体滤波溶液的溶剂(比如，但不限于，水)可以作为吸热和散热的冷却流体，调节光源的温度100并提高能源效率。在非限制性实施方式中，液体滤波材料140可以与图1中的腔108内的光产生源102(例如，灯泡)直接物理接触。

在其他实施方式中，液体主基体不是水。例如，金属离子的卤化物盐可能不溶于非水液体主体。金属离子可以用增强其在非水液体溶剂中的溶解度的替代阴离子制备。可以添加表面活性剂以促进金属离子的溶解。可添加具有合适溶解度的支持电解质以稳定金属离子。另外地，或者作为替代，可以向溶液施加电势以稳定金属离子的氧化态。可以通过更改或改变金属离子盐的阴离子以改变吸收区域和无吸收的带通区域来调谐滤波器106。

主基体的组成，无论是固体还是液体，都会影响作为主要滤波剂的金属离子的吸收区域。例如，改变主基体材料可以导致吸收区域向更长或更短的波长改变。图6描绘了显示第一滤波材料的吸收光谱182的曲线图180。图7描绘了显示第二滤波材料的吸收光谱186的曲线图184。两个曲线图180、184显示了相同的波长范围。两种滤波材料具有相同类型的金属离子。唯一的区别是第一滤波材料(“基体X”)具有与第二滤波材料(“基体Y”)不同的主基体。如图7所示，将主基体从“X”改变为“Y”将带通区域188从大约220nm和大约240nm之间改变到大约235nm和大约255nm之间。本文描述的波长选择性滤波器106利用这种工作原理或现象来调谐或调节滤波器106的带通(透明)和带阻(吸收)区域。例如，选择存在的金属离子的特性和主基体的组成以提供具有所期望的窄带带通区域的滤波材料。因此，如果所期望的UV光波长为250nm，则图7中的主基体Y应当用于允许指定波长穿过滤波器106。另一方面，如果所期望的波长为230nm，则应使用图6中的主基体X。

期望的窄带带通区域可以表示包含与期望的性质相关联的一个或多个波长的窄范围波长，比如，有效地中和细菌和病毒而不伤害人体组织，即使在长时间暴露于滤波的UV光期间也是如此。例如，调谐滤波器106，使得发射的UV光呈现对人体组织安全(例如，无害)的指定波长或窄波长范围。例如，指定波长可以是222nm。因此，即使图1中的UV光100在交通工具的行程期间，比如在飞机的飞行期间，持续地向交通工具的乘客发射UV光，乘客也不会受到伤害。滤波器106吸收或消散指定波长或窄带之外的波长，使得在照明场中发射的UV光仅由指定的窄带波长范围组成。

在非限制性实例中，指定波长是222nm。已经发现，对波长为222nm的消毒UV光会杀死病原体(比如病毒和细菌)，而不是灭活病原体。相比之下，波长为254nm的UVC光可以通过干扰病原体的DNA来灭活病原体，导致暂时灭活，但可能不会杀死病原体。相反，病原体可以通过暴露于普通白光以每小时约10％的再活化率而被再活化。因此，波长为254nm的UVC光在照明区域可能无效，例如在车辆的内部舱室内。此外，不建议将254nm的UVC光用于人体暴露，因为它可能能够穿透人体细胞。相比之下，波长为222nm的消毒UV光对人体暴露是安全的，并且可以杀死病原体。进一步地，波长为222nm的消毒UV光可以在UV灯120被激活的一毫秒或更短的时间内以全功率发射(相比之下，波长为254nm的UVC光可能需要几秒甚至几分钟达到全功率)。在非限制性实施方式中，选择性波长滤波器106被设计为具有包含所期望的波长222nm的窄带通区域，并且具有从约225nm延伸到约270nm的阻光(例如，吸收)带阻区域。因此，222nm UV光以高透射率透射通过滤波器106，而254nm UV光和带阻区域中的其他波长被吸收和阻挡。

选择性波长滤波器106可在深UV辐射下表现出发光，这在某些应用中可能是不期望的。这种发光可以发出UV-B、UV-A或可见光谱区域中的光。如果期望，可以对选择性波长滤波器106进行各种更改以减少或猝灭发光。例如，可以对发光进行降频，使得滤波器主要在可见光谱(400nm以上)发光。为了完成降频，除了作为主要滤波剂的金属离子之外，可以将过渡金属离子或它们的某种组合添加到主基体中。在UV照射下，作为主要滤波剂的金属离子会吸收一些入射光，然后将激发能量传递到过渡金属离子，然后过渡金属离子以可见光子的形式释放激发能量。金属离子可以直接传递能量(例如，短程相互作用)。或者，UV滤波器可以发出荧光并发光，并且过渡金属离子可以重新吸收这种光并重新发射降频光(例如，长程相互作用)。过渡金属离子可以是发射大约600nm的Mn²⁺。可选地，可以选择具有低辐射量子产率的过渡金属以降低发光强度的总量。可见光的发射可用作向本发明的操作者指示滤波器106处于UV照射下。UV照明对人眼不可见，UV光源是否打开或关闭，可能不明显。如果滤波器106用于UV光源上，它将发出一些可见辐射，然后UV光源的用户将知道UV光源是开启的。

在另一个实施方式中，可以通过在高温下操作滤波器106来猝灭发光。在高温下，金属离子的吸收带和发射带重叠并导致光发射猝灭。另外，高温促进了振动激发模式的占据，这往往会增加非辐射衰变的速率。提供高温的加热元件可以是UV光源本身。可选地，可以有意地在滤波器106的侧面安装离散加热元件，以便加热滤波器106而不妨碍光从UV源出来并离开滤波器106的路径。

图8是根据实施方式的用于对UV光进行选择性滤波的方法的流程图200。各种实施方式中的方法利用和/或提供以上结合本文讨论的实例波长选择性滤波器106讨论的一个或多个方面。可以注意到，在各种实施方式中可以添加或省略步骤，和/或可以以与图8所示不同的顺序来进行各种步骤。

在202处，主基体掺杂有金属离子以形成具有在深UV范围内的带通区域的滤波材料。深UV范围可以在约190nm和约280nm之间，包括端点值。由于掺杂，金属离子分散在主基体中。任选地，用金属离子掺杂主基体可以包括在加热主基体的同时将包括金属离子的盐添加到主基体中。

任选地，主体基体是液体。例如，在202处的掺杂可以包括将包括金属离子的盐溶解在表示主基体的水基溶液中。当主基体是液体时，方法包括，在204处，将主基体(预掺杂)和/或滤波材料(后掺杂)倾倒到对深UV范围内的光透明的容器中。在主基体不是液体的实施方式中，可以省略步骤204。

在206处，在光源灯泡发出的光的光传播路径中将滤波材料安装的光源上。一旦处于适当位置上，在208处，滤波材料对光传播路径中的光进行滤波。滤波材料可以允许具有在带通区域内的波长的光的第一部分透射通过滤波材料，同时阻挡具有在带通区域外的波长的光的第二部分透射通过滤波材料。因此，滤波材料使得光的第一部分能够沿着光传播路径穿过滤波材料而发射，同时吸收或以其他方式阻挡光的第二部分的发射。

以下策略适用于在利用固体主基体的实施方式中猝灭发光。非辐射性杂质被(有意地)引入主基体中，以猝灭作为主要滤波剂的金属离子(一种或多种)的发光。杂质可能与主基体中的组分中的一种具有相同的电荷，但尺寸不同。如果主基体是碱金属卤化物，则杂质是除了构成主基体的一部分之外的碱金属，或者杂质是除了构成主基体的一部分之外的卤素。如果主基体是碱土金属卤化物，则杂质是除了构成主基体的一部分之外的碱土金属，或者杂质是除了构成主基体的一部分之外的卤素。

可选地，杂质可以具有与主基体的各个组分不同的电荷和尺寸。如果主基体是碱金属卤化物，则杂质可以是碱土金属。如果主基体是碱土金属卤化物，则杂质可以是碱金属。

在另一个实施方式中，杂质是氧离子、氧气或硫化物离子。除了金属离子的卤化物形式之外，还可以将用作主要滤波剂的金属离子的氧化物或硫化物化合物引入到主基体中，从而将氧化物或硫化物离子作为杂质引入到主基体中。

在另一个实施方式中，杂质是金属氧化物或金属氧化物的组合，使得金属(一种或多种)就不会存在于主基体中。

在另一个实施方式中，杂质是水，或在室温下为液体的一些其他分子。杂质可以是水的衍生物，例如，氢氧根离子(OH^-)。

发光可以通过产生称为“浓度猝灭”的现象来猝灭，该现象涉及将用作主要滤波剂的金属离子(一种或多种)在固体基体中紧密地堆积在一起。金属离子(一种或多种)以足够高的浓度使用，使得在吸收UV光子时，金属离子能够将其激发能量传递到附近的金属离子。随着每次连续的能量传递，在主体基体中遇到缺陷的可能性增加。当遇到缺陷时，激发能量被消散而不发射光子。任选地，可以有意地迫使金属离子(一种或多种)聚集在主基体中并形成具有高金属离子局部密度的簇。这会在主基体中产生缺陷，从而促进金属离子(一种或多种)的猝灭。可以通过使用高浓度的金属离子和/或经由制备方法来诱导积聚(Clustering)。制备方法可以包括加热主基体，将金属离子施加到主基体上，然后允许主基体缓慢冷却，随着基体固化，允许金属离子(一种或多种)相互扩散。

当金属离子溶解在液体基体中时，以下策略适用于发光猝灭。在第一种策略中，有意地将氧气溶解在液体中以便猝灭金属离子的发光。可以通过使用纯氧或通过使用含有一些氧气例如环境空气的气体混合物将氧气引入液体中。或者，可以使用在液体周围的壳体中的透气分离器允许氧气扩散到液体中。

在使用液体主基体的第二策略中，将与包含主基体的液体不同的液体混合到主基体中以猝灭金属离子的发光。第三种策略包括向主基体中添加表面活性剂以诱导金属离子的聚集，从而导致浓度猝灭。

如本文所述，本公开内容的实施方式提供了一种用于对深UV光进行选择性滤波的滤波器。滤波器可以设计成透射包含一个或多个所期望的波长的窄波长范围，同时阻挡与窄范围相邻的范围内的波长。一种或多种所期望的波长可用于对表面、空气和交通工具的内部舱室内的人进行杀菌和消毒，而不伤害暴露于UV光的人。

进一步地，本公开内容包括根据以下条款的实施方式：

条款1：一种波长选择性滤波器，其包括：包含掺杂有金属离子的主基体的滤波材料；所述滤波材料具有在深紫外(UV)范围内的透射区域，使得所述透射区域内的UV光透射通过所述滤波材料。

条款2：根据条款1所述的波长选择性滤波器，其中深UV范围在约190nm和约280nm之间。

条款3.根据条款1或2中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述透射区域的宽度不大于30nm。

条款4.根据条款1-3中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述透射区域包括对人体组织安全的指定波长或窄波长范围。

条款5.根据条款4所述的波长选择性滤波器，其中所述指定波长是222nm。

条款6.根据条款1-5中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述金属离子包括铊、铟、锡、铅或铋中的一种或多种。

条款7.根据条款1-6中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述透射区域沿电磁波谱的位置和宽度基于所述金属离子的特性和所述主基体的组成。

条款8.根据条款1-7中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述主基体是固体。

条款9.根据条款1-8中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述主基体是碱金属卤化物、碱土金属卤化物、金属氧化物、金属氟化物或金属氮化物中的一种。

条款10.根据条款1-9中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述滤波材料是限定第一层的第一滤波材料，并且所述波长选择性滤波器包括限定与所述第一层堆叠在一起的第二层的第二滤波材料；所述第二滤波材料包括掺杂有金属离子的主基体，并且所述第二滤波材料的所述主基体或所述第二滤波材料的所述金属离子中的至少一种不同于所述第一滤波材料。

条款11.根据条款1-10中任一项所述的波长选择性滤波器，其中所述主基体是液体。

条款12.根据条款11所述的波长选择性滤波器，其中所述主基体包括水和用于稳定水中的所述金属离子的添加剂。

条款13.根据条款11所述的波长选择性滤波器，其进一步包括封装所述液体主基体的容器；所述容器对深UV范围内的光是透明的。

条款14.根据条款13所述的波长选择性滤波器，其中所述容器掺杂有金属离子。

条款15.一种对紫外(UV)光进行选择性滤波的方法，所述方法包括：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；分散在所述主基体中的所述金属离子；所述方法包括：在由光源的灯泡发出的光的光传播路径中将所述滤波材料安装在所述光源上，并且经由所述滤波材料对所述光传播路径中的光进行滤波，使得具有在所述透射区域内的波长的光的第一部分透射通过所述滤波材料，并且具有在所述透射区域之外的波长的光的第二部分不透射通过所述滤波材料。

条款16.根据条款15的方法，其中用所述金属离子掺杂所述主基体包括在加热所述主基体的同时将包括所述金属离子的盐添加到所述主基体中。

条款17.根据条款15或16中任一项所述的方法，其中用所述金属离子掺杂所述主基体包括将包括所述金属离子的盐溶解在表示所述主基体的水基溶液中。

条款18.根据条款15-17中任一项所述的方法，其中所述主基体是液体并且所述方法进一步包括将所述主基体倾倒到容器中；所述容器对所述深UV范围内的光是透明的。

条款19：一种光源，其包括：外壳、灯泡和波长选择性滤波器；所述灯泡由所述外壳保持并且配置为发射紫外(UV)光；所述波长选择性滤波器设置在由所述灯泡发出的所述UV光的光传播路径中；所述波长选择性滤波器包括滤波材料，所述滤波材料具有掺杂有金属离子的主基体；所述滤波材料具有在深紫外(UV)范围内的透射区域；其中由所述灯泡发射的具有在所述透射区域内的波长的所述UV光的一部分透射通过所述波长选择性滤波器。

条款20：根据条款19所述的光源，其中所述透射区域包括对人体组织安全的指定波长或窄波长范围。

虽然可以使用各种空间和方向术语，比如顶部、底部、下部、中间、横向、水平、垂直、前部等来描述本公开内容的实施方式，但是应当理解，这些术语仅用于附图中所示的方向。方向可以颠倒、旋转或以其他方式改变，使得上部是下部，反之亦然，水平变为垂直等。

如本文所使用，“配置为”进行任务或操作的结构、限制或元件以与任务或操作相对应的方式在结构上特别地形成、构造或适配。为了清楚和避免疑义的目的，仅能够被更改以进行任务或操作的对象没有“配置为”进行本文使用的任务或操作。

如本文所使用，在数值之前插入的比如“约”、“基本上”和“大约”等的数值修饰符指示该值可以表示在指定阈值范围内高于和/或低于指定值的其他值，比如在指定值的5％、10％或15％内的值。

应当理解，上述描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可以相互组合使用。另外，在不脱离其范围的情况下，可以进行许多更改以使特定情况或材料适应本公开内容的各种实施方式的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型旨在限定本公开内容的各种实施方式的参数，但这些实施方式绝不是限制性的，而是示例性实施方式。在阅读以上描述后，许多其他实施方式对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本公开内容的各种实施方式的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。在所附权利要求和本文的详细描述中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的纯英语等价物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象强加数字要求。进一步地，权利要求的限制不是以手段加功能的格式撰写的，也不打算基于35U.S.C.§112(f)进行解释，除非且直到这种权利要求限制明确使用短语“用于……的手段(means for)”，后面是没有进一步结构的功能描述。

本书面描述使用实例来公开本公开内容的各种实施方式，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本公开内容的各种实施方式，包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何合并的方法。本公开内容的各种实施方式的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这些实例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构要素，或者如果这些实例包括与权利要求的字面语言没有实质性区别的等效结构要素，则这种其他实例旨在在权利要求书的范围内。