由微波激发的具有介质波导管的等离子灯
专利汇可以提供由微波激发的具有介质波导管的等离子灯专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种包括 波导 本体的等离子灯，该波导本体基本由至少一种固态介电材料构成。该本体与 微波 源耦合，从而使该本体在至少一种谐振模式下谐振。与该本体结合成一体的至少一个灯腔容纳有 灯泡 ，该灯泡内具有填充物，当灯腔接收到从谐振本体提供的功率时，该填充物形成发光等离子。灯泡可以是自闭合的或由 覆盖 灯腔窗孔的窗或透镜密封的 外壳 。当微波源按下面条件工作时，可以使从本体反射回微波源的功率最小化：(a)微波源在一 频率 下工作，从而使本体在单一模式下谐振；或(b)微波源在一个频率下工作，从而使本体在等离子形成之前在相对较高次模式下谐振，微波源在另一频率下工作，从而使本体在等离子达到稳定状态之后在相对较低次模式下谐振。，下面是由微波激发的具有介质波导管的等离子灯专利的具体信息内容。
1.一种灯，包括：(a)具有本体的波导，该本体具有预先选择的形状和预先选择的尺寸，并且由至少一种固态介电材料构成，该本体具有由第一波导外部表面确定的第一侧面；
(b)至少一个灯腔，所述灯腔从所述第一侧面悬吊下来并在与灯腔底部相对的所述波导外表面上具有窗孔，该本体和各所述灯腔具有一体的结构；(c)第一微波探针，该第一微波探针位于本体内并与本体无间隙接触，用于从微波源向本体耦合微波功率，该微波源具有输出端和输入端并且在预先选择的频率和强度下工作，对所述频率和强度以及所述本体形状和尺寸的选择使所述本体在具有至少一个电场最大值的至少一个谐振模式下谐振；(d)每个灯腔容纳一个灯泡，该灯泡内具有由启动气体和发光器构成的填充混合物，当接收到由谐振波导本体提供的所述频率和强度的微波功率时，该填充混合物形成发光等离子；和(e)位于本体内的第二微波探针；
其特征在于用于使从本体反射回微波源的功率最小化的装置，该装置是从下面的装置组成的组中选择出来的：
(f)用于当微波源在一频率下工作时，将从本体反射回微波源的功率最小化，从而使本体在单一谐振模式下谐振的装置；以及
(g)用于当微波源在第一频率下工作时，将从本体反射回微波源的功率最小化，从而使本体在等离子形成之前在相对较高次谐振模式下谐振，当微波源在第二频率下工作时，将从本体反射回微波源的功率最小化，从而使本体在等离子达到稳定状态之后在相对较低次谐振模式下谐振的装置。
2.如权利要求1所述的灯(140A，140B)，其中用于当本体(144A，144B)在单一谐振模式下谐振时将从本体(144A，144B)反射回微波源(148A，148B)的功率最小化的所述装置包括：置于本体(144A，144B)中除了由微波源在所述频率下工作而产生的电场的最小值位置附近以外任何其他位置的所述第一微波探针(150A，150B)和第二微波探针(142A，142B)，第一微波探针(150A，150B)与所述微波源输出端(152A，152B)连接，且第二微波探针(142A，142B)与所述微波源输入端(146A，146B)连接，从而形成保持第一微波探针(150A，
150B)以便将从本体(144A，144B)反射回微波源(148A，148B)的功率最小化的振荡结构。
3.如权利要求2所述的灯(420)，还包括：
与第二微波探针(438)连接的PIN二极管衰减器(460)；
与第一微波探针(436)连接的RF功率检测器(464)；
该灯还包括具有放大器部分(432)和控制部分(434)的电路(430)，该放大器部分(432)包括连接在PIN二极管衰减器(460)和RF功率检测器(464)之间的多个放大级，该控制部分(434)与该PIN二极管衰减器(460)、RF功率检测器(464)以及光功率检测器(462)连接。
4.如权利要求3所述的灯(420)，其中所述放大器部分(432)包括：
(a)与RF功率检测器(464)连接的高功率放大级(454)；
(b)与该高功率放大级(454)连接的中功率放大级(452)；和
(c)连接在中功率放大级(452)和PIN二极管衰减器(460)之间的前置放大级(450)。
5.如权利要求3所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)结合工作以提供低功率模式，在该模式下，等离子被保持在不足以发光但足以保持填充混合物电离的功率电平。
6.如权利要求3所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)结合工作来实现缓慢地切断灯，从而限制对灯的热冲击并且更容易实现灯启动。
7.如权利要求3所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)和所述RF功率检测器(464)结合工作，从而即使由于电源输出变化导致输入电源电压变化时，也可以在灯工作期间保持所需的功率电平。
8.如权利要求3所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)结合工作，从而控制输出功率在灯工作周期的早期部分期间保持高电平，从而比在正常工作功率更快地将填充混合物汽化。
9.如权利要求3所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)和所述光功率检测器(462)结合工作，从而在功率条件和灯发光特性变化的情况下也可以保持预先选择的照度级。
10.如权利要求1所述的灯(160)，还包括位于本体(164)中的第三微波探针(162)，其中用于当微波源(170)在一频率下工作时将从本体(164)反射回微波源(170)的功率最小化，从而使本体(164)在单一谐振模式下谐振的装置包括：
置于本体(164)中除了由微波源在所述频率下工作而产生的电场的最小值位置附近以外任何其他位置的所述第一、第二和第三微波探针(166、168、162)，所述第一微波探针(166)与所述微波源输出端(170B)连接，所述第二微波探针(168)与所述微波源输入端(170A)连接，所述第三微波探针通过移相器(174)和分路器(172)与所述微波源输出端(170B)连接，从而形成一个结构，该结构可以保持第三微波探针(162)以便在形成等离子之前将从本体(164)反射回微波源(170)的功率最小化，并且保持第一微波探针(166)以便在等离子达到稳定状态之后将从本体(164)反射回微波源(170)的功率最小化。
11.如权利要求1所述的灯(180)，还包括位于本体(186)中的第三微波探针(182)和将第一、第二和第三端口(192A、192B、192C)互相连接起来循环器(192)，其中所述用于当微波源(190)在一频率下工作时将从本体(186)反射回微波源(190)的功率最小化，从而使本体(186)在单一谐振模式下谐振的装置包括：
置于本体(186)中除了由微波源在所述频率下工作而产生的电场的最小值位置附近以外任何其他位置的所述第一、第二和第三微波探针(184、188、182)，所述第一微波探针(184)与所述第二端口(192B)连接，所述第一端口(192A)与所述微波源输出端(190B)连接，所述第二微波探针(188)与所述微波源输入端(190A)连接，所述第三端口(192C)与所述第三微波探针(182)连接，从而形成一个结构，该结构可以保持第三微波探针(182)以便在形成等离子之前将从本体(186)反射回微波源(190)的功率最小化，并且保持第一微波探针(184)以便在等离子达到稳定状态之后将从本体(186)反射回微波源(190)的功率最小化。
12.如权利要求1所述的灯(280A)，其中所述用于当微波源(290)在第一频率下工作时，将从本体(282A)反射回微波源(290)的功率最小化，从而使本体(282A)在等离子形成之前在相对较高次谐振模式下谐振，当微波源在第二频率下工作时，将从本体(282A)反射回微波源(290)的功率最小化，从而使本体(282A)在等离子达到稳定状态之后在相对较低次谐振模式下谐振的装置包括：
第一微波探针(286A)，它处于较高次模式(281A)的电场最小值位置附近，但不处于较低次模式(281B)的电场最小值位置附近；第二微波探针(284A)，它位于除了较高次模式(281A)或较低次模式(281A)的电场最小值位置附近以外的任何位置，该第一微波探针(286A)与所述微波源输出端(290B)连接，该第二微波探针(284A)与所述微波源输入端(290A)连接，从而形成保持第一微波探针(286A)的振荡结构，从而可以在形成等离子之前以及等离子达到稳定状态之后，使从本体(282A)反射回微波源(290)的功率最小化。
13.权利要求12所述的灯(420)，还包括
与第二微波探针(438)连接的PIN二极管衰减器(460)；
与第一微波探针(436)连接的RF功率检测器(464)；
该灯还包括具有放大器部分(432)和控制部分(434)的电路(430)，该放大器部分(432)包括连接在PIN二极管衰减器(460)和RF功率检测器(464)之间的多个放大级，该控制部分(434)与该PIN二极管衰减器(460)、RF功率检测器(464)以及光功率检测器(462)连接。
14.如权利要求13所述的灯(420)，其中所述放大器部分(432)包括：
(a)与RF功率检测器(464)连接的高功率放大级(454)；
(b)与该高功率放大级(454)连接的中功率放大级(452)；和
(c)连接在中功率放大级(452)和PIN二极管衰减器(460)之间的前置放大级(450)。
15.如权利要求13所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)结合工作以提供低功率模式，在该模式下，等离子被保持在不足以发光但足以保持填充混合物电离的功率电平。
16.如权利要求13所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)结合工作来实现缓慢地切断灯，从而限制对灯(420)的热冲击并且更容易实现灯启动。
17.如权利要求13所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)和所述RF功率检测器(464)结合工作，从而即使由于电源输出变化导致输入电源电压变化时，也可以在灯工作期间保持所需的功率电平。
18.如权利要求13所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)结合工作，从而控制输出功率在灯工作周期的早期部分期间为高电平，从而比在正常工作功率更快地将填充混合物汽化。
19.如权利要求13所述的灯(420)，其中所述控制部分(434)与所述PIN二极管衰减器(460)和所述光功率检测器(462)结合工作，从而在功率条件和灯发光特性变化的情况下也可以保持预先选择的照度级。
20.如权利要求12所述的灯(550)，还包括：
第一PIN二极管开关(562A)和第二PIN二极管开关(562B)；
连接在所述第二微波探针(554)和所述第一PIN二极管开关(562A)之间的PIN二极管衰减器(566)；
包括具有放大器部分(542)和控制部分(544)的电路(540)，该放大器部分(542)包括连接在所述第二PIN二极管开关(562B)和所述第一微波探针(52)之间的多个放大级，该控制部分(544)与该PIN二极管衰减器(566)、第一和第二PIN二极管开关(562A，562B)以及光功率检测器(564)连接；以及
与该第一和第二PIN二极管开关(562A，562B)并联的第一和第二带通滤波器(560A，
560B)，所述滤波器(560A，560B)可以被控制部分(544)独立选择和开关。
21.如权利要求20所述的灯(550)，其中所述放大器部分(542)包括：
(a)与所述第一微波探针(552)连接的高功率放大级(454)；
(b)与该高功率放大级(454)连接的中功率放大级(452)；和
(c)连接在中功率放大级(452)和所述第二PIN二极管开关(562B)之间的前置放大级(450)。
22.如权利要求20所述的灯(550)，其中所述控制部分(544)与所述第一和第二PIN二极管开关(562A，562B)、所述第一和第二带通滤波器(560A、560B)以及所述PIN二极管衰减器(566)结合工作，从而：
(a)仅在与预先选择的频带相对应的那个空腔模式下操作该灯(550)，从而将所有放大器部分的功率引导进该模式；
(b)启动第一空腔模式以启动该灯；
(c)一旦填充混合气体已经电离且等离子已经开始形成则启动第二空腔模式，从而使第一和第二空腔模式通过所述波导本体(282A)传输，从而确保该填充混合物保持等离子；
和
(d)切断第一空腔模式从而仅有为灯工作而预先选择的第二模式传输。
23.如权利要求1所述的灯(240A)，还包括位于本体(246A)中且与所述本体(246A)外部的双工器(248A)连接的第三微波探针(242A)，其中所述用于当微波源在第一频率下工作时，将从本体(246A)反射回微波源(250)的功率最小化，从而使本体在等离子形成之前在相对较高次谐振模式(241B)下谐振，当微波源在第二频率下工作时，将从本体(246A)反射回微波源(250)的功率最小化，从而使本体(246A)在等离子达到稳定状态之后在相对较低次谐振模式下谐振的装置包括：
第一微波探针(244A)，它处于较高次模式(241B)的电场最小值位置或其附近，但不处于较低次模式(241A)的电场最小值位置附近；第二微波探针(252A)，它位于除了较高次模式(241B)或较低次模式(241A)的电场最小值位置附近以外的任何位置，第三微波探针(242A)，它位于除了较高次模式(241B)的电场最小值位置附近以外的任何位置，该第一和第三微波探针(244A、242A)通过分离所述第一和第二频率的所述双工器(248A)与所述微波源输出端(250B)连接，该第二微波探针(252A)与所述微波源输入端(250A)连接，从而保持该第一和第三微波探针(244A、242A)以便在形成等离子之前以及等离子达到稳定状态之后，使从本体(246A)反射回微波源(250)的功率最小化。
24.如权利要求23所述的灯(580)，还包括：
与第二微波探针(586)连接的PIN二极管衰减器(588)；
与第一微波探针(582)连接的RF功率检测器(592A)；
与所述第三微波探针(584)连接的双极PIN二极管开关(590)；和
与所述PIN二极管衰减器(588)连接的滤波器(589)；
该灯(580)还包括具有放大器部分(572)和控制部分(574)的电路(570)，该放大器部分(572)包括连接在滤波器(589)和RF功率检测器(592A)之间的多个级，多个级包括高功率放大级(454)，该控制部分(574)与该PIN二极管衰减器(588)、PIN二极管开关(590)、高功率放大级(454)、RF功率检测器(592A)以及光功率检测器(592B)连接。
25.如权利要求24所述的灯(580)，其中所述放大器部分(572)包括：
(a)连接在PIN二极管开关(590)和高功率放大级(454)之间的中功率放大级(452)；
和
(c)连接在滤波器(589)和PIN二极管开关(590)之间的前置放大级(450)。
26.如权利要求24所述的灯(580)，其中所述控制部分(574)与所述PIN二极管衰减器(588)、PIN二极管开关(590)、滤波器(589)、RF功率检测器(592A)、和光功率检测器(592B)结合工作，从而
(a)向第三微波探针(584)发送功率，直到填充混合物电离为止，其中当灯(580)关闭时该第三微波探针为临界耦合；
(b)一旦该气体电离。则向高功率放大器级(454)提供功率；
(c)当预定条件满足时停止向第三微波探针(584)提供功率，从而仅由第一微波探针(582)驱动等离子。
27.如权利要求1所述的灯(240B)，还包括位于本体(246B)中并且通过第一功率源(262)与所述本体(246B)外部的双工器(248B)连接的第三微波探针(242B)，以及与所述第一功率源(262)并联且连接在双工器(248B)和第一微波探针(244B)之间的第二功率源(260)，其中所述第一功率源(262)在第一频率下工作，并且在等离子形成之前向本体(246B)提供功率，从而使本体(246B)在相对较高次谐振模式(241B)下谐振，所述第二功率源(260)在等离子达到稳定状态之后在第二频率下工作，从而使本体(246B)在等离子达到稳定状态之后在相对较低次谐振模式(241A)下谐振，其中所述用于将从本体(246B)反射回所述第一功率源(262)和所述第二功率源(260)的功率最小化的装置包括：
第一微波探针(244B)，它处于较高次模式(241B)的电场最小值位置或其附近，但不处于较低次模式(241A)的电场最小值位置附近；第二微波探针(252B)，它位于除了较高次模式(241B)或较低次模式(241A)的电场最小值位置附近以外的任何位置，第三微波探针(242B)，它位于除了较高次模式(241B)的电场最小值位置附近以外的任何位置，该第一和第三微波探针(244B、242B)分别与所述第二功率源输出端(260B)和所述第一功率源输出端(262B)连接，该第二微波探针(252B)与用于分离所述第一和第二频率的双工器(248B)连接，从而保持该第一和第三微波探针(244B、242B)以便在形成等离子之前以及等离子达到稳定状态之后，使从本体(246B)反射回所述第一功率源(262)和所述第二功率源(260)的功率最小化。
28.权利要求27所述的灯(580)，还包括：
与第二微波探针(586)连接的PIN二极管衰减器(588)；
与第一微波探针(582)连接的RF功率检测器(592A)；
与所述第三微波探针(584)连接的双极PIN二极管开关(590)；和
与所述PIN二极管衰减器(588)连接的滤波器(589)；
该灯(580)还包括具有放大器部分(572)和控制部分(574)的电路(570)，该放大器部分(572)包括连接在滤波器(589)和RF功率检测器(592A)之间的多个级，多个级包括高功率放大级(454)，该控制部分(574)与该PIN二极管衰减器(588)、PIN二极管开关(590)、高功率放大级(454)、RF功率检测器(592A)以及光功率检测器(592B)连接。
29.如权利要求28所述的灯(580)，其中所述放大器部分(572)还包括：
(a)连接在PIN二极管开关(590)和高功率放大级(454)之间的中功率放大级(452)；
和
(b)连接在滤波器(589)和PIN二极管开关(590)之间的前置放大级(450)。
30.如权利要求28所述的灯(580)，其中所述控制部分(574)与所述PIN二极管衰减器(588)、PIN二极管开关(590)、滤波器(589)、RF功率检测器(592A)、和光功率检测器(592B)结合工作，从而
(a)向第三微波探针(584)发送功率，直到填充混合物电离为止，其中当灯(580)关闭时该第三微波探针为临界耦合；
(b)一旦该气体电离。则向高功率放大级(454)提供功率；
(c)当预定条件满足时停止向第三微波探针(584)提供功率，从而仅由第一微波探针(582)驱动等离子。
31.如权利要求2或10或11或12或23或27所述的灯，其中位于至少一个灯腔中的灯泡是分立和自闭合的。
32.如权利要求2或10或11或12或23或27所述的灯，其中位于至少一个灯腔中的灯泡是由周围外壁和覆盖腔孔并与外壁密封的窗所决定的封闭空间，或者是灯腔内的自封合的分立的灯泡。
33.如权利要求32所述的灯，还包括：
用于在所述灯腔中放置启动气体和发光器的装置；和
用于使窗孔与外部环境密封，从而在允许光从灯腔中传输出来的同时使灯腔与环境密封的装置。
34.如权利要求33所述的灯(600)，其中
所述用于密封灯腔窗孔(608)的装置包括一个窗(612)，该窗利用密封剂(614)在惰性气体环境下与本体第一侧面(604)的外表面(604S)密封；和
所述用于将启动气体和发光器置于灯腔(606)的装置，它包括：
灯腔底部(610)，该底部具有第一孔(610H)；
本体第二侧面(618)，它与本体第一侧面(604)相对并具有第二孔(620H)，该第二孔(620H)沿螺纹孔(616)延伸穿过波导本体(602)终止于所述第一孔(610H)；
位于在所述灯外部的气压室内的本体(602)，该气压室通过所述第二孔(620H)与所述本体相通，并容纳启动气体，处于预先选择的灯非工作压力下或接近预先选择的灯非工作压力；
通过螺纹孔(616)和所述第一孔(610H)置于灯腔(606)中的发光器；和
拴塞(620)，具有头部(622)并被螺旋拧入螺纹孔(616)中。
35.如权利要求33所述的灯(700)，其中
所述用于密封灯腔窗孔(708)的装置包括窗(712)，该窗在惰性气体环境下与本体第一侧面(704)的外表面(704S)密封；和
所述用于将启动气体和发光器置于灯腔(706)的装置，它包括：
灯腔(706)，该灯腔具有下部(710)，该下部(710)成锥形收缩直到与颈部(712)连接，该颈部(712)终止于窗孔(714)；
本体第二侧面(722)，它与本体第一侧面(704)相对并具有第二孔(720H)，该第二孔(720H)沿锥形孔(720)延伸穿过本体(702)与颈部(712)相通，从而形成唇缘(713)；
位于在所述灯外部的气压室内的本体(702)，该气压室通过所述第二孔(720H)与所述本体相通，并容纳启动气体，处于预先选择的灯非工作压力下或接近预先选择的灯非工作压力；
通过第二孔(720H)、锥形孔(720)和窗孔(714)置入灯腔(706)中的发光器；和拴塞(730)，具有头部(732)并被插入锥形孔(720)中，从而使拴塞(730)与唇缘(713)接触，实现机械密封。
36.如权利要求34所述的灯(600)，其中在拴塞头(622)上沉淀材料(624)以实现最终密封。
37.如权利要求35所述的灯(700)，其中在拴塞头(732)上沉淀材料(734)以实现最终密封。
38.如权利要求35所述的灯(700)，其中拴塞(760)包括用于在灯腔(706)内延伸的尖端(760T)，从而产生不连续部分，该不连续部分能够提供电场集中点。
39.如权利要求33所述的灯(900)，其中：
所述用于密封窗孔(908)的装置包括窗(912)，该窗在惰性气体环境下与本体第一侧面(904)的外表面(904S)密封；和
所述用于将启动气体和发光器置于灯腔(906)的装置，它包括：
灯腔底部(910)，该底部具有第一孔(910H)；
本体第二侧面(918)，它与本体第一侧面(904)相对并具有第二孔(916H)，该第二孔(916H)沿圆柱形孔(916)延伸穿过本体(902)与第一孔(910H)相通；
管(920)，它具有端部(920E)并由第一介电材料制成，该管(920)通过孔(916H)插入到圆柱形孔(916)中，从而使管端(920E)延伸经过第一孔(910H)进入灯腔(906)；
启动气体和发光器的填充混合物，通过管(920)被置入真空灯腔(906)中；以及由第二介电材料制成并插入管(920)中的杆(930)。
40.如权利要求39所述的灯(900)，其中所述第一和第二介电材料都是从由玻璃和石英构成的组中选择出来的。
41.如权利要求33所述的灯(1000)，其中
所述用于将启动气体和发光器置于灯腔(1006)中的装置包括：
具有第一孔(1006H)的灯腔(1006)；
本体第一侧面(1004)，它具有与第一孔(1006H)相通的第二孔(1004H)；
管(1020)，它具有端部(1020E)并由第一介电材料制成，该管(1020)插入第一和第二孔(1004H，1006H)，从而使管端(1020E)进入灯腔(1006)中；
启动气体和发光器的填充混合物，通过管(1020)被置入真空灯腔(1006)中；以及由第二介电材料制成并插入管(1020)中的杆(1040)；
所述用于密封窗孔(1008)的装置包括在不会熔化管(1020)的温度下与外表面(1004S)密封的窗(1030)。
42.如权利要求41所述的灯，其中所述第一和第二介电材料都是从由玻璃和石英构成的组中选择出来的。
43.如权利要求33所述的灯(1100)，其中
所述用于将启动气体和发光器置于灯腔(1106)中的装置包括：
位于在所述灯(1100)外部的气压室内的本体(1102)，该气压室用于容纳启动气体，处于灯非工作压力下或接近灯非工作压力，以及置于灯腔(1106)的发光器(1150)；和所述用于密封窗孔(1108)的装置包括：
与本体第一侧面(1104)的表面(1104S)连接的第一和第二夹具(1120A，1120B)；
具有环绕窗孔(1108)的O形环凹槽(1112)的侧面(1104)；以及预先放置在气压室内的窗(1130)和O形环(1114)，该O形环(1114)位于凹槽(1112)中，窗(1130)覆盖该窗孔(1108)，第一和第二夹具(1120A，1120B)被紧固，从而使窗(1130)加压接触该O形环(1114)和本体第一侧面的表面(1104S)。
44.如权利要求33所述的灯(1200)，其中
所述用于将启动气体和发光器置于灯腔(1220)中的装置包括：
位于在所述灯(1200)外部的气压室内的本体(1202)，该气压室用于容纳启动气体，处于灯非工作压力下或接近灯非工作压力，以及置于灯腔(1220)的发光器；和所述用于密封窗孔(1222)的装置包括：
彼此相对并与本体第一侧面(1210)垂直的第一和第二部分(1206、1208)，该第一和第二部分(1206、1208)分别延伸到第一和第二上部部分(1206U、1208U)，该第一和第二上部部分(1206U、1208U)各自的内表面(1206S、1208S)分别具有螺纹(1230)，该螺纹(1230)可以与具有中心孔(1250H)的螺纹盖(1250)啮合；
本体第一侧面(1210)，它具有表面(1210S)和环绕窗孔(1222)的O形环凹槽(1212)；
以及
预先放置在气压室内的窗(1240)和O形环(1214)，该O形环(1214)位于凹槽(1212)中，窗(1240)覆盖该窗孔(1222)，旋紧该螺纹盖(1250)从而使窗(1240)加压接触该O形环(1214)和表面(1210S)。
45.如权利要求33所述的灯(1330)，其中
所述用于将启动气体和发光器(1350)置于灯腔(1306)中的装置包括：
位于在所述灯(1300)外部的气压室内的本体(1302)，该气压室用于容纳启动气体，处于灯非工作压力下或接近灯非工作压力，以及置于灯腔(1306)的发光器(1350)；和所述用于密封窗孔(1308)的装置包括：
本体第一侧面(1304)，它具有环绕该窗孔(1308)的零件(1312)，该零件(1312)用于精确容纳密封预制件(1320)；
将窗(1330)和密封预制件(1320)预先置于气压室内，将密封预制件(1320)置于零件(1312)中；
将窗(1220)置于密封预制件(1320)的顶部，使本体(1302)与在所述本体(1302)外部的冷却表面热接触；和
与窗(1330)加压接触的热的心轴(1370)。
46.如权利要求33所述的灯(1400，1500，1600)，其中
所述用于将启动气体和发光器(1450、1550、1650)置于灯腔(1406、1506、1606)中的装置包括：
位于在所述灯(1400、1500、1600)外部的气压室内的本体(1402、1502、1602)，该气压室用于容纳启动气体，处于灯非工作压力下或接近灯非工作压力，以及置于灯腔(1406、
1506、1606)的发光器(1450、1550、1650)；和
所述用于密封窗孔(1408、1508、1608)的装置包括：
本体第一侧面(1404、1504、1604)，它具有表面(1404S、1504S、1604S)和环绕窗孔(1408、1508、1608)的零件(1404D、1504D、1604D)，在该零件中置有第一金属化环(1412、
1512、1612)和覆盖在该第一金属化环(1412、1512、1612)上的密封预制件(1420、1520、
1620)；以及
窗(1430、1530、1630)，该窗具有与第二金属化环(1432、1532、1632)连接的下表面(1430S、1530S、1630S)，该窗(1430、1530、1630)位于密封预制件(1420、1520、1620)的顶部，从而当在外部加热装置作用于该窗以熔化该密封预制件(1420、1520、1620)时，使密封预制件(1420、1520、1620)夹在第一和第二金属化环(1412、1432)、(1512、1532)、(1612、
1632)之间。
47.如权利要求46所述的灯(1400、1500、1600)，其中所述加热装置是从包括铜焊焰(1470)、激光(1570)、以及射频线圈(1670)的组中选择出来的。
48.如权利要求1所述的灯(300)，其中光学元件(332)与紧密容纳波导本体(302)的散热器(310)刚性连接，光学元件(332)对准该灯腔窗孔(308)。
49.如权利要求48所述的灯(300)，其中光学元件(332)是从包括透镜(330)、光导管、涂有反射材料的管的组中选择出来的。
50.如权利要求1所述的灯(400)，其中波导本体(402)为圆柱形，并被容纳在圆柱形金属散热器(412)的圆柱形孔(410)中。
51.如权利要求50所述的灯(400)，其中在波导本体(402)和散热器(412)之间加入柔性的高温热接触材料(418)。
52.如权利要求1所述的灯(500)，其中波导本体(502)为圆柱形，并被蛤壳形散热器(514)的第一和第二半圆柱形部分(510，512)包围。
由微波激发的具有介质波导管的等离子灯
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
103A悬吊下来进入本体104中。该能量流从启动气体原子中释放出自由电子，从而产生等离子。在很多情况下，发光体在室温下都是固态的。它可以包含本领域已知元素或混合物中的任何一种，例如硫、硒、包含硫和硒的混合物、或例如溴化铟的金属卤化物。该启动等离子使发光体气化，且受到微波激励的自由电子将发光电子激发到更高的能级。发光体电子的去激发将实现发光。实际上并不需要将启动气体与固态发光体结合使用，单独使用填充气体例如氙都可以引发等离子并发射光。微波辐射源115的最佳操作频率范围是从大约
0.5到大约10GHz。微波辐射源115应当与灯泡107彼此热绝缘，该灯泡107在工作时温度通常会达到大约700℃到大约1000℃之间，因此这种热绝缘会避免微波辐射源由于受到加热而老化。波导本体最好是很好的热质量，从而可以有助于有效的进行热量分配和散发，并在灯泡与微波辐射源之间提供热绝缘。通过在微波辐射源115和波导103之间任意选择空间116内设置绝缘材料或真空缝隙，可以对微波辐射源实现额外的热绝缘。当包括这种空间116时，可以使用合适的微波探针将该微波辐射源与波导耦合连接。
Iё，其中I为微波能量的循环强度，ё为 波长。因此，微波能量越高，自由电子的谐振能量就越大。通过使谐振能量大于气体的电离电势，电子-中性粒子碰撞将导致等离子密度有效增强。一旦形成一个等离子，就可以吸收该输入功率，波导的Q值就会由于等离子的电导率和吸收性能而降低。Q值的降低通常是由于波导阻抗中的变化而导致的。在等离子形成后，灯腔中出现等离子会使腔体能够吸收谐振能量，从而改变了阻抗。该阻抗的变化实际上是波导整体反射率的降低。通过匹配驱动探针的反射率使其接近该降低后的波导反射率，可以使净反射回能量源的能量相对较低。等离子所吸收能量中的大多数最终都表现为热量。当波导用作散热器时，波导的尺寸可能由于热膨胀而变化。如果波导膨胀，则在波导中谐振的微波频率也会改变，谐振会损失。为了能够保持谐振，波导的至少一个尺寸必须等于微波辐射源115所产生微波的半波长的整数倍。通过对本体104的介电材料进行选择，使其温度系数对应其折射率，其中该折射率大约等于其热膨胀系数但符号相反，可以补偿这种尺寸变化，从而利用折射率的变化至少部分地补偿加热产生的膨胀。
310的中心部分312与彼此相对且通常平行的第一和第二部分314、316通常垂直并连接在一起，该第一和第二部分314、316分别具有耳部314E、316E，该耳部314E、316E分别与第一和第二部分314、316垂直并分别连接到相对的装有板318、320的第一和第二灯。部分314延伸出凸缘322，通常彼此相对的第一和第二支架324、326通常与该凸缘322垂直并刚性连接。安装在表面304S上并覆盖窗孔308的窗/透镜330封闭并密封该灯腔306。例如光导管等光学元件332与该支架324、326刚性连接并与窗/透镜330呈直线。附图标记334表示从元件332中输出的光的方向。
512B分别与凸缘510C、510D和512C、512D连接。第一和第二紧固件520、522用于将对准的边缘、压缩部分510、512与本体502连接。
712相通，形成唇缘(lip)713。窗716是在惰性气体环境下密封到表面704S上的。然后将灯本体702和拴塞730带入包含将在灯腔中使用的启动气体的气压室内，该拴塞730的锥度与锥形孔720的锥度匹配并具有头部732，该气压室内的气压等于或接近灯内所需的非工作压力。然后通过锥形孔720和孔714将发光器置入灯腔706中。再通过孔720H将拴塞730强行插入孔720中，从而使拴塞与唇缘713接触，有效实现机械密封，然后在头部732上沉淀金属或玻璃材料734以实现最终密封。
1040并使其收缩压紧。
将灯本体1302、窗1330、密封预制件1320、以及启动气体1340和发光器1350的填充混合物带入容纳气体1340的气压室内，该气压室的压力等于或接近该灯所需的非工作压力。将发光器置于灯腔1306中，将密封预制件1320放入零件1312中，将窗1330置于密封预制件的顶部。然后将灯本体1302放在或夹紧在冷却表面1360上，从而使本体和填充混合物保持足够凉，防止在密封预制件加热过程中材料汽化。再按压热的心轴1370使其与窗1330接触，加热该窗并熔化密封预制件。附图标记1370A和1370B表示熔化过程中的热传输。该密封预制件材料应当被选择为可以在窗和灯本体的热极限以下的温度熔化和流动。当将该密封预制件熔化然后冷却时，它就在窗和侧边1304之间形成密封。在密封操作期间，灯腔中的气体压力必须被选择为可以对加热过程中的膨胀进行补偿。
1404D内。在该零件1404D内，密封预制件1420例如铂金环覆盖在该环1412上。窗1430的底面1430S靠近其周边的部分，通过铜焊、真空沉淀或屏蔽与第二金属化环1432连接。将灯本体1402、窗1430、密封预制件1420、以及启动气体1440和发光器1450的填充混合物带入容纳气体1440的气压室内，该气压室的压力等于或接近该灯所需的非工作压力。将发光器置于灯腔1406中，将窗1430置于密封预制件1420的顶部，从而使该密封预制件夹在环
1412和1432之间。优选地，夹具1460将该窗保持在其位置上，同时利用焊焰1470或其他热源熔化该密封预制件并形成密封。
132B。虚线131A、131B分别示出空腔中的电场分布。在图17A中，驱动探针134A位于电场最大值处。在图17B中，驱动探针134B并不处于电场最大值处，但是驱动探针134B由于相对探针134A而言更长而可以提供与探针134A一样的耦合效率。虽然这里使用TM0，1，0模作为例子，但是也可以使用更高次的空腔谐振模，包括但不局限于横向电场(“TE”)和横向磁场(“TM”)模。
152B连接。每个结构形成一个振荡器。空腔中的谐振可以提高产生等离子所需的电场强度，并增加驱动探针和灯泡之间的耦合效率。驱动探针和反馈探针都可以位于空腔中除了用于电场耦合的电场最小值位置或用于磁场耦合的磁场最小值位置附近以外的任何位置。
通常反馈探针比驱动探针的耦合量要小，这是因为反馈探针采样空腔中的电场仅会导致耦合损耗最小量的增加。
244A、244B分别在驱动空腔谐振模下工作。如虚线241A和241B所示，驱动空腔谐振模最好为基本空腔谐振模，而启动空腔谐振模为更高次的空腔谐振模。这是因为通常保持稳定状态等离子输出所需的光比击穿该气体以形成等离子需要更多的能量。因此，将DWIPL设计为使高功率微波源在较低频率下工作将会更经济。对于例如空腔246A和246B等圆柱形空腔来说，启动探针242A、242B在等离子形成之前在TM0，2，0模的谐振频率下分别可以为临界耦合，而驱动探针244A、244B则在等离子达到稳定状态之后将在TM0，1，0模的谐振频率下分别可以耦合。反馈探针可以位于空腔中除了驱动空腔谐振模的场最小值位置或启动空腔谐振模的场最小值位置附近以外的任何其他位置。启动探针可以位于空腔中除了启动空腔谐振模的任何场最小值位置附近以外的任何其他位置。驱动探针可以位于启动空腔谐振模的场最小值位置或其附近，但是不能位于驱动空腔谐振模的场最小值位置附近。这就会在等离子形成前使驱动探针的偶合损失最小，以便空腔中的电场能够达到较高值，以击穿气体。
双工器248A、248B分别用于分离两个谐振频率。在图21A中，输出端250B与双工器248A连接的单独ACC250用于激励两种空腔谐振模。这两个频率被双工器248A分离并馈送到启动探针242A和驱动探针244A。反馈探针252A与ACC250的输入端口250A连接。在图21B中，分别具有输出端260B、262B的两个独立放大器260、262用于独立激励两个空腔谐振模。
双工器248B用于将从反馈探针252B输出的两个频率分离。总之，启动探针在一个空腔谐振模下工作，而驱动探针在不同的模下工作。反馈探针可以位于空腔中除了这两个空腔谐振模的最小场位置附近以外的任何其他位置。启动探针可以位于空腔中除了启动空腔谐振模的场最小值位置附近以外的其他任何位置。驱动探针可以位于启动空腔谐振模的最小场位置或其附近，但不能位于驱动空腔谐振模的最小场位置附近。
434连接的RF功率检测器464来控制衰减器460。另外，电路434可用于控制亮度，即控制灯照度级使其符合最终应用要求。电路434包括保护电路并与适当的传感电路连接，从而实现过热停机、过电流停机和过电压停机等功能。电路434还可以提供一种低功率模式，该模式可以将等离子保持在非常低的功率电平，该功率电平不足以实现光发射但足以保持填充混合物气体电离。电路434还可以通过增加衰减缓慢地将灯关闭。这个特征可以抑制重复出现对灯的热冲击，并允许填充混合物在灯腔最冷部分凝结，便于灯的启动。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
