CN112867406A - 用于电子烟的光学汽化系统 - Google Patents

Abstract

披露了一种电子烟(2)，包括激光器(14)和导光件(16)。设置储器(8)以用于储存可汽化液体(L)。设置吸收器(10)以用于吸收由激光器(14)发射的光并产生热量。在导光件的第二端面(18)处设置光学界面，并且设置流动路径以用于使可汽化液体从储器(8)朝向第二端面(18)处的光学界面和吸收器(10)流动。光学界面选择性地反射或折射由激光器(14)发射的光，使得当在光学界面处存在液体时，由激光器(14)发射的光朝向吸收器(10)耦合，而当在光学界面处不存在液体时，由激光器(14)发射的光远离吸收器(10)耦合。

Description

用于电子烟的光学汽化系统

本发明涉及一种使用比如激光等光源来使电子烟中的液体汽化的系统和方法。

电子烟正成为越来越流行的消费装置。一些电子烟设有储存可汽化液体的液体储器。设置了从液体储器到汽化器的流动路径，该汽化器有时称为雾化器。雾化器通常设有可以从储器中吸收液体的芯吸件或吸收器、以及可以使吸收器中接收的液体汽化的加热线圈。这些加热线圈通常被设置为卷绕在吸收器上的电阻丝。

另一种使液体汽化的技术涉及使用激光器。在WO 2017/182554中描述了一种用于此目的的技术。在这种布置中，激光发射器将光投射到使光朝向目标耦合的导光件中。这个示例中的目标包括延伸到液体储器中的多个吸收器。

如果吸收了激光辐射的目标变干，则电子烟可能会出现问题。在这些情况下，干的吸收器的温度可能会升高到超过200-400℃之间的正常操作范围，这可能会导致产生不期望的挥发性化合物。有时将这种问题称为干吸收器或“灼烧吸收器”。

本发明的目的是解决和克服这个问题。

根据本发明的一方面，提供了一种电子烟，该电子烟包括：汽化光源；用于储存可汽化液体的储器；第一吸收器，该第一吸收器被配置为通过吸收该汽化光源的光来产生热量；以及设置在该第一吸收器与该汽化光源之间的光学界面，其中，设置流动路径以用于使可汽化液体从该储器朝向该光学界面和该第一吸收器流动；其中，该光学界面选择性地反射或折射由该汽化光源发射的光，使得当在该光学界面处存在液体时，由该汽化光源发射的光朝向该第一吸收器耦合，而当在该光学界面处不存在液体时，由该汽化光源发射的光远离该第一吸收器耦合。

这样，汽化光源可以仅当在光学界面处存在可汽化液体时才用于汽化。通过配置液体从储器朝向第一吸收器的流动路径而使得当在光学界面中也存在液体时仅在光学界面处接收汽化光，可以由于在这些情况下使光耦合远离第一吸收器而防止汽化光源对干的吸收器进行加热并产生不期望的蒸气。另一方面，当在光学界面处存在液体时，汽化光源的光朝向第一吸收器耦合，这样可以促进在电子烟中产生蒸气。流动路径可以被配置为使得通常由合适的液体输送机构将液体从储器经由第一光吸收器朝向光学界面输送。一种替代性方案是将液体经由光学界面从液体储器朝向第一吸收器输送。输送机构可以例如是毛细芯吸件。

第一吸收器是辐射吸收器，其被布置成吸收汽化光源的光。在一些实施例中，第一吸收器也可以被布置成从储器吸收液体，或者光学吸收器可以被集成并分布在比如毛细芯吸件等液体吸收器内。倘若来自储器的液体可以紧邻辐射吸收器，那么在所有实施例中不需要液体吸收器(例如由比如棉、玻璃纤维和/或凯夫拉尔(Kevlar)纤维等纤维材料制成、或者由比如多孔陶瓷材料等非纤维多孔材料制成的毛细芯吸件)。

优选地，当在光学界面处存在液体时，由汽化光源发射的光朝向第一吸收器透射，而当在光学界面处不存在液体时，由汽化光源发射的光被反射远离第一吸收器。光可以通过在光学界面处折射而朝向第一吸收器透射。

优选地，电子烟包括导光件，该导光件被配置为接收由汽化光源发射的光，并且光学界面优选地设置在第一吸收器与导光件之间。因此，汽化光源可以被设置成距第一吸收器一定距离。导光件可以将汽化光源的光朝向第一吸收器耦合。

导光件可以是实心棱镜(我们指的是至少沿其大部分长度具有基本上均匀的截面的光学透明的实心长形结构，例如杆)，并且光可以在棱镜内传播。导光件可以由玻璃或一些其他透明材料制成。导光件可以包括实心棱镜内部的反射表面。替代性地，导光件可以包括反射表面，使得汽化光源的光可以至少部分地在反射表面之间的自由状态下的空气(或(部分)真空)中传播。

光学界面优选地设置在导光件的表面上。光学界面可以是导光件的外表面处的固体-空气或固体-液体界面，取决于在界面处是否存在液体。光学界面的反射率可以取决于导光件、可汽化液体、空气的折射率以及入射角。选择这些参数的值，使得当存在固体-空气界面时反射光，并且当存在固体-液体界面时使光朝向第一吸收器透射或折射。

汽化光源优选地被定向成使得其发射的光在作为光学界面的导光件的表面上形成入射角，并且当在光学界面处不存在液体时，入射角优选地高于全内反射的临界角。

将来自光学界面的全内反射光优选地朝向导光件的第二表面引导，并且第二表面处的入射角优选地低于全内反射的临界角，使得光在第二表面处被折射并透射远离导光件。

当在光学界面处存在液体时，该角度可以小于全内反射的临界角。这样，全内反射的条件取决于在光学界面处存在液体。当存在液体时，光可以被折射并朝向第一吸收器透射而使得液体可以被有效汽化，而当不存在液体时可以使光被反射远离第一吸收器以防止干的吸收器灼烧。

在一种布置中，导光件可以具有与电子烟的纵向轴线成一定角度的主轴线。优选地，导光件的端面具有与电子烟的纵向轴线平行的法线向量。换言之，导光件的端面优选地形成与电子烟的纵向轴线垂直的平面。这意味着导光件在杆状电子烟内优选地是不对称的，并且这种不对称是为了在吸收器干燥且光学界面没有液体时在端面产生全内反射的条件。

可以在导光件与第一吸收器之间设置间隙，并且流动路径可以允许可汽化液体流入间隙。可汽化液体可以通过重力或毛细作用流入间隙。另外地或替代性地，可以设置泵来促进液体流入间隙。

电子烟可以包括第二吸收器，用于在光学界面处接收被反射远离吸收器的光。第二吸收器可以用作光收集器，以有效地吸收光而不会产生不期望的蒸气或产物。第二吸收器可以连接到散热器以实现有效吸收。

可以设置传感器，用于检测远离光学界面耦合的光的存在，并且用于控制由汽化光源发射的光。这样，传感器可以检测光是否由于不存在液体而远离光学界面耦合。这样可以用于防止由汽化光源发射光或中断向汽化光源供电。传感器可以是光学传感器。替代性地，热传感器可以设置在第二吸收器中。

气流通道可以设置在空气入口与吸嘴之间，并且第一吸收器可以设置在气流通道中或与其相邻，使得可以由使用者吸入已汽化的液体。优选地将汽化光源设置在气流通道中或与其相邻、在吸收器与空气入口之间的一个位置处，使得可以通过汽化光源来对气流进行加热。这样，气流可以在其进入汽化腔室之前被预加热。这样可以有利地减少汽化液体所需的能量。这样可以导致更快且更高效的汽化。另外，气流可以使汽化光源冷却，并且可以使废热再循环，从而在汽化期间需要较少的能量。这样可以有效地节省电子烟中的电池资源。汽化光源可以连接到散热器，并且汽化光源或散热器可以设置在气流中或与其相邻。

优选地，汽化光源是激光器。激光器可以提供非常适合使液体汽化的特定波长的光束。在另一种布置中，汽化光源可以是LED。使用LED代替激光器的优点是其往往更为便宜、并且在使用者无意中暴露于由LED发射的光的情况下不太可能导致任何伤害。缺点是更难提供密集准直射束、并且因此更难在第一吸收器处提供高能量密度，这可能意味着需要向LED提供更高的能量以获得类似的汽化效果，从而与使用激光器作为光源的情况相比降低了装置整体的能量效率。

根据本发明的另一方面，提供了一种操作电子烟的方法，该方法包括以下步骤：将可汽化液体储存在储器中；在该汽化光源与第一吸收器之间设置汽化光源和光学界面，并且设置用于该储器中的液体朝向该第一吸收器和该光学界面的流动路径；从该汽化光源朝向该光学界面发射光；以及在该光学界面处选择性地反射或透射由该汽化光源发射的光，使得当在该光学界面处存在液体时，由该汽化光源发射的光朝向该第一吸收器耦合，而当在该光学界面处不存在于液体时，由该汽化光源发射的光远离该第一吸收器耦合，其中该第一吸收器通过吸收该汽化光源的光来产生热量。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于电子烟的部件，壳体，该壳体的底部部分被配置为与电子烟装置接合，用于储存可汽化液体的储器，流体可渗透性吸收器，该吸收器被布置成与该储器处于流体连接；以及贯穿通道，该贯穿通道从该壳体上的开口延伸到蒸气出口，其中，该吸收器位于该贯穿通道中，使得空气从该壳体上的开口流过或流经该吸收器到达该蒸气出口。

在实施例中，该吸收器设有延伸到该液体储器的入口的延伸突起部。突出部分的截面面积可以小于贯穿通道的截面面积。

在实施例中，该壳体可以设有环形凸缘，使得该囊体的底部部分放置在距该电子烟中的内表面一定的距离处。这样在吸收器的底部部分周围产生了用于接纳气流的空间。

现在将参照附图通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是本发明的实施例中的电子烟的示意图；

图2a和图2b是展示了本发明的实施例中的汽化腔室的示意性截面视图；

图3是本发明的实施例中的电子烟的截面视图；

图4是示出了图3的电子烟的细节的截面视图；

图5是本发明的另一个实施例中的电子烟的截面视图；

图6是本发明的另一个实施例中的电子烟的截面视图；

图7是示出了图6的电子烟的细节的截面视图；

图8是示出了图6的电子烟的细节的截面透视图；

图9a是使用LED的用于电子烟的加热系统的示意图；

图9b是使用另一种类型的LED的用于电子烟的加热系统的示意图；

图10是示出了使用LED的用于加热系统的电子烟的截面视图；

图11a是使用LED的用于电子烟的加热系统的示意图；

图11b是使用另一种类型的LED的用于电子烟的加热系统的示意图；以及

图12是根据本发明的实施例的可抛弃式烟弹的示意图。

如本文中所使用的，术语“吸入器”或“电子烟”可以包括被配置为将气溶胶递送给使用者的电子烟，气溶胶包括用于吸烟的气溶胶。用于吸烟的气溶胶可以是指颗粒大小为0.5-7微米的气溶胶。颗粒大小可以小于10微米或7微米。该电子烟可以是便携式的。

图1示出了本发明的实施例中的电子烟2的示意图。电子烟2可以用作包含烟丝的常规香烟的替代品。电子烟2可以具有长形主体和吸嘴部分6，该长形主体包括电源或电池部分4，该吸嘴部分包括用于储存可汽化液体L的储器8。可汽化液体可以是丙二醇或甘油，该可汽化液体能够产生可见蒸气。可汽化液体L可以进一步包括比如尼古丁和风味剂等其他物质。吸嘴部分6设有吸嘴7，该吸嘴具有蒸气通道5和蒸气出口9。吸嘴7可以具有尖状形式以与使用者的嘴部的人类工程学相对应。电子烟附加地包括与蒸气出口9处于流体连通的空气入口44，由此使用者在出口9上进行的抽吸导致空气经由空气入口44流入装置、并且流过汽化腔室11到达出口9。储器可以被配置成为可再填充的“开放罐”式储器或可移除的烟弹或消耗品。

如在图3中最佳可见的，电子烟2包括汽化系统，该汽化系统包括光源14、导光件16以及吸收器10。光源14位于电子烟的电池部分4中，并且被配置为通过辐射来加热吸收器10。吸收器10位于汽化腔室11中，并且通过至少一个液体出口13流体地连接到液体储器。液体出口13提供了储器8与吸收器10之间的流动通道，使得可汽化液体L可以通过毛细作用朝向吸收器10流动。重力也可以用于促进可汽化液体L朝向吸收器10和/或可以存在的泵(未示出)流动。

液体储器8包括蒸气通道5，其中，近侧的第一端是被配置成为蒸气出口9的开口端。吸收器10位于蒸气通道的远侧的第二端处，其与空气入口44处于流体连通以提供在空气入口44出口9之间的直通路径。吸收器10至少部分地包含在蒸气通道5内。汽化腔室11位于吸收器10的附近。典型地，汽化腔室11被限定为是蒸气通道5内的位于吸收器10的一部分的上方的区域，在该区域中吸收器10的加热温度超过当受到光源14的光激发时发生汽化的温度，由于这种汽化而形成了到该区域中的蒸气。典型的汽化温度为150摄氏度至350摄氏度。在这种布置中，吸收器10可以执行两个独立功能。第一，吸收器10可以吸收或保持来自储器8的液体L。第二，吸收器10可以吸收由激光器14发射的辐射，使得吸收器10的材料被加热。可以使热量从吸收器10传递到可汽化液体L而使其汽化。

可以选择多种材料用于吸收器10。通常，选择吸收器10的材料而作为激光的辐射吸收器。激光可以被吸收器10中的激光吸收，并且这样可以导致使可汽化液体汽化的加热。可汽化液体总体上是光学透明的。在一个示例中，吸收器10可以被设置为多孔金属。吸收器10可以由其他光吸收多孔材料形成，例如具有集成式吸收器的棉、金属丝网、具有集成式吸收器的多孔陶瓷、或凯夫拉尔(Kevlar)纤维。可以将气孔集成到吸收器10中，以便当液体使吸收器10饱和时促进空气流动。比如金属网等吸收器10可以具有光吸收特性，但是不具有或具有有限的液体吸收特性，在这种情况下优选地使用单独的机构(例如单独的芯吸件)来确保在吸收器10附近存在液体，以便能够高效加热并因此使液体气溶胶形成基板(即可汽化液体)汽化。

电子烟2进一步包括呈激光器14形式的光源14、以及导光件16。可以有利地提供激光二极管作为激光器14，因为其可以在紧凑的尺寸内提供较高光能。所发射的光的典型的波长的范围是从785nm到1064nm。多模激光器是优选的，因为它们可以提供更高的功率输出，并且可以典型地以更低的成本获得。然而，也可以使用单模激光器。

激光器14由电池电源4供电，并且被定位成朝向导光件16发射光。导光件被定位在光源14与吸收器10之间，并且被配置为使透明导光件16内的光朝向吸收器10传播。导光件具有第一端面17和第二端面18。第一端面17可操作地联接至光源，并且第二端面18可操作地联接至吸收器10。

导光件16由比如玻璃或聚碳酸酯等光学透明材料制成，其折射率分别为约1.5和1.581。在图3所展示的实施例中，导光件16具有相对于电子烟2的纵向轴线成角度α设置的主轴线A。因此，导光件16不对称地设置在电子烟2内。激光器14将光耦合到导光件16中，使得光在导光件16内传播。

液体储器可以被配置成为可再填充的储器。然而，如图12所展示的，储器8可以被包含在可移除烟弹60或消耗品中。烟弹60包括液体储存器8、蒸气通道5以及吸收器10。液体出口13被布置在烟弹的底部部分中。优选地，液体开口与吸收器接触，从而迫使液体流过吸收器10。吸收器10位于蒸气通道5内。蒸气通道5被配置成为从吸收器10下方的壳体上的开口44延伸到蒸气出口9的贯穿通道。

吸收器10被布置成与储器8处于流体连接。吸收器10设有位于蒸气通道5中的第一表面3a以及被设置为导光件16的耦合表面3b的第二表面。吸收器10还可以设有延伸到液体储器8的液体出口13中的延伸突起部3c。吸收器10使得可汽化液体L能够从储器8流出并沉积在耦合表面3b上。

使用者可以通过在吸嘴7上吸气入而通过空气入口44将空气吸进该装置。气流路径P可以有利地在激光器14附近经过并朝向汽化腔室12。这样，激光器14可以在气流到达吸收器10之前对其进行预加热。

图2a和图2b展示了导光件16和吸收器10的工作原理。在这些说明性附图中，图2a展示了其中填充有液体的液体储存器，而图2b展示了当其为空时的液体储存器。因此，图2a展示了当吸收器10中存在液体时的情况，而图2b展示了当没有液体时的情况。

吸收器10设置在导光件16的第二端面18的上方，并且在导光件16的第二端面18与吸收器10之间设置间隙20。当吸收器10干燥时，间隙20通常充满空气。在这些情况下，在导光件16的第二端面18处存在固体-空气光学界面，在导光件16内传播的光遇到该光学界面。当吸收器10湿润时，吸收器10中的液体可以朝向间隙20流动并且可以停在导光件16的第二端面18上。在这些情况下，在导光件16的第二端面18处存在固体-液体光学界面，在导光件16内传播的光遇到该光学界面。

根据斯涅尔定律(Snell’s Law)来确定第二端面18的反射率。特别地，全内反射的临界角θ_c由下式确定：θ_c＝arcsin(n₂/n₁)，其中n₁是导光件16的折射率，n₂是间隙20中的介质的折射率：该介质是空气或液体，取决于吸收器10是否湿润。激光器14、导光件16以及吸收器10的几何形状是固定的。因此，对于在导光件16内朝向第二端面18传播的光，入射角θ保持不变。然而，当存在和不存在液体时，临界角θ_c是不同的。这意味着当存在液体时，光被折射并朝向吸收器10透射。相反，当不存在液体时，光在第二端面18处被全内反射。这样可以防止激光器14对干的吸收器10进行加热并产生不期望的化合物。

从第二端面18反射的光入射到导光件16的侧面22上。在侧面22处由间隙20提供固体空气界面，并且从第二端面18传播的光的入射角低于临界角θ_c。因此，光在侧面22处被折射，并且朝向射束收集器24透射。射束收集器24是可以吸收激光而不会产生任何不期望的挥发物的辐射吸收器。

射束收集器24可以包括传感器25，例如热传感器或光学传感器。传感器可以直接或间接检测在射束收集器24处接收到的激光的存在，并且可以向激光器14提供电反馈信号。这样，当在射束收集器24处接收到光时，可以关闭激光器14。这样可以使由激光器14的操作导致的能量浪费最小化，这样不会引起可汽化液体L汽化。

导光件16的折射率优选地是玻璃的折射率或类似于玻璃的折射率，在这种情况下n是1-1.5，取决于特定的材料。在一种布置中，导光件16可以是透明塑料，其折射率在类似的范围内。根据所使用的化合物，可汽化液体的折射率也约为1.5。丙二醇的折射率n＝1.44，甘油的折射率n＝1.47。如果使用这些化合物的混合物，则可汽化液体的折射率可以在1.44到1.47之间。空的空间的折射率为1，并且在室温和室压下空气的折射率略高于此。

导光件16被配置为使得从光源14发射的光在导光件16内部被折射，并以所期望的入射角到达吸收器10。图3至图8展示了实现所期望的入射角的光源14和导光件16的不同实施例。

在图3的实施例中，激光器14相对于电子烟2的纵向轴线A设置在偏移位置。激光器14在与电子烟2的旋转轴线平行的方向上发射光。优选的光源14是激光二极管，并且这些可以在激光产生元件的出射面处表现出显著的射束发散。典型的发散沿快轴为25°、并且沿慢轴为8°。这些角度发散值的差异引起椭圆形射束轮廓。透镜26设置在激光器14与导光件16之间，以便收集和准直来自激光器14的输出光束。在替代性方案中，透镜26可以与导光件16集成在一起或者胶合到导光件16。在这个示例中，透镜26仅沿着激光器14的快轴对光进行准直，因为这经历了更大的射束发散。

在实施例中的导光件16具有菱形或平行四边形的纵向截面，使得其具有耦合到光源14的第一端面17以及耦合到吸收器10的第二端面。因此，导光件16被配置为将光源14的光桥接到吸收器10附近。激光在导光件16的底部被接收，并且从导光件16的第一表面21经历全内反射。然后，根据间隙20中是否存在可汽化液体，使光朝向第二端面18传播，在该第二端面处其被反射或折射。反射光在导光件16内朝向第二表面22传播。第二表面22处的入射角高于此玻璃-空气界面处的临界角θ_c。因此，光从导光件16折射，并且其在自由状态下的空气中朝向射束收集器24传播。导光件16的第一表面21和第二表面22是平面的。在这个实施例中，导光件16是具有平行六面体形状的棱镜。

图5展示了导光件16的另一种可能的形状。如前所述，导光件16的功能是对光进行折射并以一定的入射角传送到吸收器10。在图5的实施例中，导光件16具有组合的几何形状。在这个示例中，激光器14被定向成使得其在与电子烟2的纵向轴线垂直的方向上发射光。导光件16的几何形状被配置为对垂直光束进行重新引导而以所期望的入射角到达吸收器10。导光件16具有大致三角形的形状，以便使光朝向吸收器10耦合。在这个示例中，没有单独的聚光透镜，但是导光件16的面向激光器14的表面28是弯曲的，以便用作柱面透镜并沿着激光器14的快轴提供光学功率。从激光器14接收到的光被耦合到导光件16中，并且在第一表面21处被全内反射。全内反射光然后在导光件16内朝向第二端面18传播。当间隙20中存在液体时，光在第二端面18处被折射，从而使其朝向吸收器10传播。反射光在导光件16内朝向第一表面21传播。当间隙20中不存在液体时，光在第二端面18处被反射。此反射光在第一表面21处以不同的入射角被接收，从而使其被折射并朝向射束收集器24离开导光件。

图6至图8示出了本发明的另一实施例中电子烟2的截面视图。在这个示例中，激光器14也被定向在与电子烟2的旋转轴线垂直的方向上。导光件16具有允许其使激光器14的光朝向吸收器10耦合的形状。提供了透镜26以对从激光器14输出的射束进行准直。在第二端面18处被接收之前，光在导光件16内在第一表面40和第二表面42处被全内反射两次。如图6-8所展示的，透镜可以与导光件16分开。替代性地，透镜26可以与导光件16集成以便形成单件。在储器8中不存在液体的情况下使光从第二端面18反射，使得其被折射离开导光件16并朝向第一射束收集器24a。当在第二端面18处存在液体时使光从导光件16折射，使得光朝向吸收器10传播以使其中接收到的液体汽化。

第二射束收集器24b设置在将会在不存在导光件16的情况下直接接收激光器14的光的位置处。因此，如果将导光件16移除，则由激光器14发射的任何光都将被第二射束收集器24b安全地吸收。

激光器14连接到散热器23，以便防止其变得过热。另外，为汽化气流设置空气入口44，并且将气流引导经过激光器14和/或散热器23。这样，来自环境的空气可以用于使激光器14冷却。另外，激光器14可以对被吸进装置的空气进行加热。这样减少了激光器使可汽化液体汽化所需的能量。这样进一步降低了操作激光器14所需的能量，这也降低了其热量输出。散热器23也连接到射束收集器24a、24b。已经发现，铝散热器23可以具有约0.015kg的质量。在一些实施例中，圆形散热器23可以具有20mm的直径、35mm的高度以及约50％的填充系数(即，散热器的体积的约50％被空气填充)。

图9至图10展示了本发明的进一步的示例性实施例，其中，使用呈LED形式的光源来代替激光器。在近红外(850nm)和紫外(405nm)处已知是高功率LED。与激光器相比，LED典型地需要增加用于射束整形的光学部件，以处理其较宽的发射角。在一种布置中，如图9a所示，贴近吸收器10放置具有集成透镜的LED 46。为了保护LED不被弄脏，将保护性窗口48定位在LED包装46与吸收器10之间。图9b示出了LED 46不具有透镜的另一种可能的布置。在这些实施例中，可以在吸收器10与窗口48之间设置间隙(未示出)，并且可以设置流动路径以使可汽化液体流入间隙。LED 46可以设置在相对于透镜的使得光在窗口48与间隙之间的光学界面处对向一定角度的位置。这样可以允许选择性的折射或反射，取决于在间隙中是否存在液体。

在图10所展示的布置中，具有集成透镜的LED 46设有锥形导光件46。这样可以有效地以陡倾角收集来自LED 46的射线。波导16的入口略大于发光芯片，并且第二端面18与吸收器10的尺寸相匹配。波导可以在第二端面18处涂覆有吸收性涂层。波导16的锥度具有的效果是接收角大于直波导的接收角。这是有用的，因为LED 46具有较大的角度发射轮廓。对于恒定的入射和出射表面，波导16的长度受锥角的影响，因此非常长的波导的表现几乎像直波导，其中短波导由于锥度较大而可以高效地捕获具有较大角度的射线。如上所述，LED 46可以设置在使得光在第二端面18处的光学界面处对向一定角度的位置。这样可以允许选择性的折射或反射，取决于在第二端面18处是否存在液体。在图10所示的布置中，波导16被设置成与页面平面成一定角度。这样，由LED 46发射的光被波导16捕获，并且在波导16的第二端面18处对向一定角度。

在另一种布置中，如图11a和图11b所示，LED 46可以设有抛物面反射器系统，其使用抛物面来高效地收集来自LED的所有射线。此类系统可以利用反射器的几何形状来实现，其中反射器是镜面涂覆的基板50，并且光在自由状态下的空气中传播。如图11B所示，导光件52可以是具有抛物面形状的全内反射导光件。这些反射器几何形状具有高收集效率。在图11B的示例中，导光件52的第二端面18用作导光件52与吸收器10之间的光学界面。LED 46可以设置在使得光在第二端面18处的光学界面处对向一定角度的位置。这样可以允许选择性的折射或反射，取决于在第二端面18处是否存在液体。在图11a的示例中，可以在反射器50与吸收器10之间设置透明物体，以根据液体的存在提供选择性的反射或折射。

Claims (18)

1.一种电子烟，包括：

汽化光源；

用于储存可汽化液体的储器；

第一吸收器，该第一吸收器被配置为通过吸收该汽化光源的光来产生热量；以及

设置在该第一吸收器与该汽化光源之间的光学界面，其中，设置流动路径以用于使可汽化液体从该储器朝向该光学界面和该第一吸收器流动；

其中，该光学界面选择性地反射或折射由该汽化光源发射的光，使得当在该光学界面处存在液体时，由该汽化光源发射的光朝向该第一吸收器耦合，而当在该光学界面处不存在液体时，由该汽化光源发射的光远离该第一吸收器耦合。

2.如权利要求1所述的电子烟，其中，当在该光学界面处存在液体时，由该汽化光源发射的光朝向该第一吸收器折射，而当在该光学界面处不存在液体时，由该汽化光源发射的光被反射远离该第一吸收器。

3.如权利要求1或权利要求2所述的电子烟，进一步包括设置在该汽化光源与该第一吸收器之间的导光件，其中，该导光件被配置为接收由该汽化光源发射的光、并且将该光传递到设置在该第一吸收器与该导光件之间的光学界面。

4.如权利要求3所述的电子烟，其中，该光学界面设置在该导光件的表面上。

5.如权利要求4所述的电子烟，其中，该汽化光源被定向成使得其发射的光在作为该光学界面的该导光件的表面上形成入射角，并且其中，当在该光学界面处不存在液体时，该入射角高于全内反射的临界角。

6.如权利要求5所述的电子烟，其中，该导光件被定向成使得该汽化光源的光被该导光件反射、并且以该入射角朝向该光学界面引导。

7.如权利要求5或权利要求6所述的电子烟，其中，将该光学界面的全内反射光朝向该导光件的第二表面引导，并且其中，该第二表面处的入射角低于全内反射的临界角，使得光在该第二表面处被折射远离该导光件。

8.如权利要求5所述的电子烟，其中，当在该光学界面处存在液体时，该角度低于全内反射的临界角。

9.如权利要求3至8中任一项所述的电子烟，其中，在该导光件与该第一吸收器之间、在光学界面处设置间隙，并且其中，该流动路径可以允许可汽化液体流入该间隙。

10.如前述权利要求中任一项所述的电子烟，包括第二吸收器，用于接收在该光学界面处被反射远离该芯吸件的光。

11.如前述权利要求中任一项所述的电子烟，进一步包括传感器，用于检测远离该光学界面耦合的光的存在、并且用于为该汽化光源提供反馈控制信号。

12.如前述权利要求中任一项所述的电子烟，包括设置在空气入口与吸嘴之间的气流通道，其中，该第一吸收器设置在该气流通道中或与其相邻，使得可以将已汽化的液体供应到穿过该气流通道并被使用者吸入的气流，并且其中，该汽化光源设置在该气流通道中或与其相邻、在该第一吸收器与该空气入口之间的一个位置处，使得可以通过该汽化光源来加热该气流。

13.如前述权利要求中任一项所述的电子烟，其中，该汽化光源是激光器。

14.一种操作电子烟的方法，包括以下步骤：

将可汽化液体储存在储器中；

在该汽化光源与第一吸收器之间设置汽化光源和光学界面；

设置用于该储器中的液体朝向该吸收器和该光学界面的流动路径；

从该汽化光源朝向该光学界面发射光；以及

在该光学界面处选择性地反射或折射由该汽化光源发射的光，使得当在该光学界面处存在液体时，由该汽化光源发射的光朝向该第一吸收器耦合，而当在该光学界面处不存在于液体时，由该汽化光源发射的光远离该第一吸收器耦合，其中，该第一吸收器通过吸收该汽化光源的光而产生能够使该可汽化液体汽化的热量。

15.一种用于电子烟的消耗品，包括：

壳体，该壳体的底部部分被配置为与电子烟装置接合，

用于储存可汽化液体的储器，

流体可渗透性吸收器，该吸收器被布置成与该储器处于流体连接；以及

贯穿通道，该贯穿通道从该壳体上的开口延伸到蒸气出口，其中，该吸收器位于该贯穿通道中，使得空气从该壳体上的开口流过或流经该吸收器到达该蒸气出口。

16.如权利要求15所述的消耗品，其中，该吸收器设有延伸到该液体储器的入口的延伸突起部。

17.如权利要求16所述的消耗品，其中，该突出部分的截面面积小于该贯穿通道的截面面积。

18.如权利要求15至17中任一项所述的消耗品，其中，该壳体设有环形凸缘，使得该囊体的底部部分放置在距该电子烟中的内表面一定的距离处。

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