一种无极灯微波激励装置制造方法

文档序号:2869767阅读:323来源:国知局
一种无极灯微波激励装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种无极灯微波激励装置,包括无极灯管、金属腔体、介质谐振器和微波输入装置,金属腔体包括微波输入口和微波输出口;介质谐振器安装在金属腔体中,微波能量通过微波输入装置从微波输入口馈入金属腔体,使介质谐振器谐振;无极灯管的一端从微波输出口伸入金属腔体,与介质谐振器接触,被介质谐振器输出的微波激励发光。本发明的无极灯微波激励装置结构紧凑、通过调整微波输入装置与谐振器间的耦合,容易获得良好的微波输入匹配,激发效率高,而且工作频率控制更加容易。
【专利说明】一种无极灯微波激励装置
[【技术领域】]
[0001 ] 本发明涉及无极灯光源,尤其涉及一种无极灯微波激励装置。
[【背景技术】]
[0002]无极灯没有内置电极,放电腔可以采用单种材料密闭而成,从而大大延长了无极灯的寿命。微波无极放电灯是基于微波耦合放电原理工作的微波触发耦合等离子体无极光源(Microwave trigger coupled plasma electrodeless light source)。
[0003]微波放电是把磁控管等微波源所产生的微波能量,经由波导或同轴线等馈入谐振器,从而激发无极放电管发光。在微波放电过程中,电子因与周围粒子弹性碰撞而不断改变运动方向,逐渐从微波电磁场中获得足够能量并激发和电离原子(分子),产生放电而发光。因此,由微波谐振器所构成的无极微波激励器是微波放电无极光源的关键激励装置之一,直接决定无极光源的微波激发效率、功率、结构和寿命。
[0004]200420032780.x号专利申请介绍了一种喇叭形波导与金属屏蔽网共同构成的无极微波激励装置,200510027965.0号专利申请介绍了一种准分子微波无极放电灯,200810216783.1号专利介绍了一种无极准分子灯,而201110151103.4号专利申请则介绍了一种基于金属腔体的无极灯管激励器。这些无极灯激励均采用金属腔或波导与金属屏网共同组成的谐振腔来激励无极灯管发光。其尺寸决定于激励微波的工作频率,限于微波源的频率,往往难以实现激励装置的小型化,其激励效率较低。
[0005]201280032914.5发明专利公布了一种透明波导电磁波等离子体光源,通过对激励天线进行氧化铝块加载,有效缩减了等离子体光源的激励体积,但由于微波能量通过激励天线直接耦合到等离子体材料密封件中,耦合控制不易,激励装置输入端口匹配较难。另一方面,由于氧化铝材料的相对介电常数往往低于10,激励装置微波能量不够集中,从而降低了等离子体光源激发效率。
[
【发明内容】
]
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、激发效率高的无极灯微波激励装置。
[0007]为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,一种无极灯微波激励装置,包括无极灯管、金属腔体、介质谐振器和微波输入装置,金属腔体包括微波输入口和微波输出口 ;介质谐振器安装在金属腔体中,微波能量通过微波输入装置从微波输入口馈入金属腔体,使介质谐振器谐振;无极灯管的一端从微波输出口伸入金属腔体,与介质谐振器接触,被介质谐振器输出的微波激励发光。
[0008]以上所述的无极灯微波激励装置,介质谐振器环形腔体的内孔为阶梯孔,无极灯管伸入金属腔体的一端插入介质谐振器阶梯孔的大孔,并与阶梯孔大孔的底面接触。
[0009]以上所述的无极灯微波激励装置,介质谐振器的材料为云母、陶瓷、橡胶或聚苯乙烯。
[0010]以上所述的无极灯微波激励装置,介质谐振器轴对称,上部为锥台,下部为柱体,锥台的底面与柱体连接,锥台高度与柱体高度之比为0.35-1:1 ;锥台顶面与无极灯管接触,锥台顶面直径与无极灯管直径之比为1.05-1.3:1。
[0011]以上所述的无极灯微波激励装置,包括金属底座,微波输出位于金属腔体的顶板上,介质谐振器的底面与金属底座胶接;金属底座固定于金属腔体的底板的内壁。
[0012]以上所述的无极灯微波激励装置,微波输入装置为波导或同轴线;同轴线通过同轴接头安装在金属腔体上,同轴接头安装在金属腔体的底板上,同轴线与介质谐振器同轴或偏置;波导通过波导接头安装在金属腔体上,金属腔体的侧壁包括馈入口,波导接头固定在馈入口的外面。
[0013]以上所述的无极灯微波激励装置,通过减小微波输入装置与无极灯管之间的直接耦合,来获得无极灯激励装置适当的耦合强度、良好的匹配特性,微波能量由微波输入装置耦合到介质谐振器,再由介质谐振器耦合到无极灯管,通过调整微波输入装置与谐振器间的耦合强度来调整微波激励装置的匹配特性。
[0014]以上所述的无极灯微波激励装置,所述的介质谐振器用于储能和选频,谐振频率的微波能量通过微波输入装置耦合并储存于介质谐振器中,并进一步激励与介质谐振器相接触的无极灯管,其他频率的微波能量反射回微波输入装置;通过选择介质谐振器材质、形状、尺寸和激励方式,改变介质谐振器的工作频率。
[0015]本发明的无极灯微波激励装置结构紧凑、通过调整微波输入装置与谐振器间的耦合,容易获得良好的微波输入匹配,激发效率高,而且工作频率控制更加容易。
[【专利附图】

【附图说明】]
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]图1是本发明实施例1无极灯微波激励装置的剖面结构图。
[0018]图2是本发明实施例2无极灯微波激励装置的剖面结构图。
[0019]图3是本发明实施例3无极灯微波激励装置的剖面结构图。
[0020]图4是图3中的A向视图。
[【具体实施方式】]
[0021]本发明实施例1无极灯微波激励装置的结构如图1所示,包括无极灯管1、金属腔体2、介质谐振器3、微波输入装置4、金属屏蔽罩5和支架6。
[0022]金属腔体2是圆筒形的金属腔体,底板201上有微波输入口,顶板202上有微波输出口 202a。
[0023]介质谐振器3为可谐振于工作频率的介质实体,所构成介质则是指一切固态微波介质,包括云母、陶瓷、橡胶、聚苯乙烯等,具体形状取决于所选择的谐振模式,并根据激励需要对谐振实体开孔,使某些微波输入装置如同轴口的内导体可以伸入介质谐振器内,从而获得需要的耦合强度,或在介质谐振器内开阶梯内孔,使无极灯管伸入介质谐振器,并与阶梯底面接触,从而使无极灯管获得良好激励;介质谐振器的微波馈入孔与无极灯管的阶梯孔可以连通。
[0024]介质谐振器3安装在金属腔体2中,本实施例中,介质谐振器3采用电子陶瓷制作,胶接于设有安装螺纹孔的金属底座7中,金属腔体为铝制封闭腔体,并设有同轴接头及介质谐振器的安装螺丝。介质谐振器3内设有同轴接头内导体伸入孔301及无灯灯管伸入孔301a。孔301及孔301a同轴,构成阶梯孔。
[0025]介质谐振器3胶接于金属底座7,与同轴接头4用螺钉或铆钉8固定在金属腔体2的底板201上。
[0026]本实施例的微波输入装置4为同轴接头,同轴接头的内导体从微波输入口伸入金属腔体2,并伸入介质谐振器3的内孔301中,将微波源提供的微波能量馈入金属腔体2,使介质谐振器3在工作频率下谐振。微波输入装置4也可以采用波导接头等。
[0027]填充有气体介质的无极灯管I伸入金属腔体2的一端与介质谐振器接触,为获得更好的激励效果,在介质谐振器中开有孔301a,通过介质谐振器3输出的微波激励放电发光。
[0028]金属屏蔽罩5的一端固定在金属腔体2上。无极灯管I的主体部分位于金属屏蔽罩5中,无极灯管I与金属屏蔽罩5之间用支架6固定。网状结构的金属屏蔽罩5可以实现可靠的微波防护。
[0029]本发明实施例2无极灯微波激励装置的结构如图2所示,与实施例1不同的是:
[0030]介质谐振器轴对称,上端为锥台301303,下端为柱体302,锥台301303的底面与柱体连接,锥台301303高度与柱体302高度之比为0.35-1:1 ;锥台301303顶面与无极灯管I接触,锥台301303顶面直径与无极灯管直径之比为1.05-1.3:1。
[0031]无极灯管I与锥台301303上底面相接触,从而使无极灯管获得良好激励。
[0032]在本实施例中,介质谐振器3采用电子陶瓷制作,胶接于设有安装螺纹孔的金属底座7中,金属腔体为铝制腔体,并在介质谐振器胶接区域外的底板上设有同轴接头4及介质谐振器金属底座7的安装螺纹孔,金属底座7和同轴接头4的螺纹孔为非贯穿孔,从而避免螺钉伸入降低激励装置的功率容量。
[0033]介质谐振器3胶接于金属底座7,金属底座7用螺钉8固定在金属腔体2的下底面。同轴接头4相对于介质谐振器3偏置。
[0034]本实施例的微波输入装置为同轴接头4,同轴接头4中同轴线内导体401从微波输入口伸入金属腔体2,形成同轴线与介质谐振器3之间的耦合,同轴接头与无极灯管间的直接耦合量相对较小,从而可以通过调整同轴接头内导体长度及与谐振器间的距离,来可以调整谐振器的耦合强度,获得激励装置良好的匹配特性。从而确保微波源所提供的微波能量顺利耦合到介质谐振3,使之谐振于工作频率。
[0035]填充有气体介质的无极灯管I伸入金属腔体2的一端与介质谐振器锥台上底面接触,通过介质谐振器3输出的微波激励放电发光,由于介质谐振器锥台上底面较无极灯管横截面略大,使得绝大部分谐振器输出的微波能量参与无极灯激励,从而获得较高的微波激励效率。
[0036]金属屏蔽罩5的一端固定在金属腔体2上。无极灯管I的主体部分位于金属屏蔽罩5中,无极灯管I与金属屏蔽罩5之间用支架6固定。网状结构的金属屏蔽罩5可以实现可靠的微波防护。
[0037]本发明以上实施例采用所述介质谐振器储能和选频,选择适当的介质谐振器材质、形状、尺寸和激励方式,使谐振器谐振于工作频率。谐振器的锥台结构可以获得更好的微波集中度,提高无极灯的激发效率,可以大大缩小激励装置的体积和重量;另一方面,本实施例通过减小无极灯管与微波输入装置间的直接耦合,获得可控的耦合强度和良好的匹配特性,使谐振器实现了储能、选频和缓冲作用,在形成高效发光的同时,对微波源也起到了保护作用。
[0038]本发明实施例3无极灯微波激励装置的结构如图3和图4所示,包括无极灯管1、金属腔体2、介质谐振器3、微波输入装置4、金属屏蔽罩5和支架6。与实施例1和2不同的是:微波输入装置采用波导,在金属腔体侧壁203上开口,形成波导耦合窗204,外接标准波导通过耦合窗外面的波导接头205馈入微波能量,激励谐振器3谐振,并使与之相接触的无极灯管I激励发光,完成与实施例1和2相同的功能。
【权利要求】
1.一种无极灯微波激励装置,包括无极灯管和金属腔体,其特征在于,包括介质谐振器和微波输入装置,金属腔体包括微波输入口和微波输出口 ;介质谐振器安装在金属腔体中,微波能量通过微波输入装置从微波输入口馈入金属腔体,使介质谐振器谐振;无极灯管的一端从微波输出口伸入金属腔体,与介质谐振器接触,被介质谐振器输出的微波激励发光。
2.根据权利要求1所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,介质谐振器环形腔体的内孔为阶梯孔,无极灯管伸入金属腔体的一端插入介质谐振器阶梯孔的大孔,并与阶梯孔大孔的底面接触。
3.根据权利要求1所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,介质谐振器的材料为云母、陶瓷、橡胶或聚苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,介质谐振器轴对称,上部为锥台,下部为柱体,锥台的底面与柱体连接,锥台高度与柱体高度之比为0.35-1:1 ;锥台顶面与无极灯管接触,锥台顶面直径与无极灯管直径之比为1.05-1.3:1。
5.根据权利要求1所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,包括金属底座,微波输出位于金属腔体的顶板上,介质谐振器的底面与金属底座胶接;金属底座固定于金属腔体的底板的内壁。
6.根据权利要求5所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,微波输入装置为波导或同轴线;同轴线通过同轴接头安装在金属腔体上,同轴接头安装在金属腔体的底板上,同轴线与介质谐振器同轴或偏置;波导通过波导接头安装在金属腔体上,金属腔体的侧壁包括馈入口,波导接头固定在馈入口的外面。
7.根据权利要求1所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,通过减小微波输入装置与无极灯管之间的直接耦合,来获得无极灯激励装置适当的耦合强度、良好的匹配特性,微波能量由微波输入装置耦合到介质谐振器,再由介质谐振器耦合到无极灯管,通过调整微波输入装置与谐振器间的耦合强度来调整微波激励装置的匹配特性。
8.根据权利要求1所述的无极灯微波激励装置,其特征在于,所述的介质谐振器用于储能和选频,谐振频率的微波能量通过微波输入装置耦合并储存于介质谐振器中,并进一步激励与介质谐振器相接触的无极灯管,其他频率的微波能量反射回微波输入装置;通过选择介质谐振器材质、形状、尺寸和激励方式,改变介质谐振器的工作频率。
【文档编号】H01J65/04GK104299886SQ201410459838
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】黄健全, 丁淑芳, 夏芬, 唐政华, 林海扬, 阮世良 申请人:深圳市高斯宝电气技术有限公司
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