用于透明波导等离子体光源的坩埚的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于LUWPL(透明波导等离子体光源)的坩祸。
【背景技术】
[0002]在以我们的名称授权的欧洲专利No EP1307899中，请求保护了一种光源，该光源包括波导和灯泡，波导被配置为连接至能量源并且用于接收电磁能量，灯泡耦合至波导并且包含当从波导接收到电磁能量时发光的气体填充物，其特征在于:
[0003](a)波导包括主要构成为介电材料的主体，该介电材料具有大于2的介电常数、小于0.01的损耗因数和大于200千伏/英寸的DC击穿阈值，I英寸是2.54cm,
[0004](b)波导的大小和形状能够以0.5?30GHz的范围内的至少一个操作频率来在波导主体内支持至少一个电场最大值，
[0005](c)腔体依赖于波导的第一侧，
[0006](d)灯泡位于操作期间腔体中电场最大的位置处，气体填充物在接收到来自谐振波导主体的微波能量时形成发光等离子体，以及
[0007](e)位于波导主体内的微波馈源适用于从能量源接收微波能量并且与波导主体紧密接触。
[0008]在我们的欧洲专利No 2188829中，描述并请求保护了一种由微波能量供能的光源，该光源具有:
[0009].其中具有密封中空的主体，
[0010].围绕主体的微波密封法拉第罩，
[0011 ].法拉第罩内的主体为谐振波导，
[0012]?在所述中空中的可由微波能量激发的材料的填充物，用于在其中形成发光等离子体，以及
[0013]?布置在主体中的天线，用于将诱导等离子体的微波能量传输到填充物，该天线具有:
[0014].在主体外部延伸的连接部，用于耦合至微波能量源；
[0015]其中:
[0016].所述主体为固态等离子体坩祸，其材料是透明的，用于使光从中离开，以及
[0017].法拉第罩至少部分透光，用于使光从该等离子体坩祸离开；
[0018]该布置使得来自该中空中的等离子体的光能够传播通过该等离子体坩祸并且经由该罩从等离子体坩祸中辐射出去。
[0019]我们将此称为我们的发光谐振器(Light Emitting Resonator，LER)或LER专利。上文刚刚所述的主权利要求，就其现有技术部分而言，是基于首先描述的我们的EP1307899所公开的内容。
[0020]在我们的公开号为No W02010055275的欧洲专利申请No 08875663.0中，描述和请求保护了一种光源，包括:
[0021].固态介电材料的透明波导，具有:
[0022].围绕波导的至少部分透光的法拉第罩，法拉第罩适于径向透光，
[0023].波导和法拉第罩内的灯泡腔体，以及
[0024].波导和法拉第罩内的天线凹陷，以及
[0025].具有微波可激发填充物的灯泡，灯泡被容纳在灯泡腔体中。
[0026]我们将此称为我们的蚌壳(Clam Shell)申请，其中透明波导围绕灯泡形成蚌壳。
[0027]如在我们的LER专利、我们的蚌壳申请和本说明书中所使用的:
[0028].“微波”不旨在指精确的频率范围。我们使用“微波”来指从大约300MHz至大约300GHz的三个量级的范围；
[0029]?“透明”是指构成被描述为透明的物品的材料是透明的或半透明的；
[0030]?“等离子体坩祸”是指包封等离子体的封闭体，当中空中的填充物由来自天线的微波能量激发时，该等离子体位于主体中的中空中；
[0031].“法拉第罩”是指电磁辐射的导电外壳，其至少对操作频率(即微波)的电磁波是基本不透过的。
[0032]LER专利、蚌壳申请和特定的LER改进申请的共同点在于以下方面:
[0033]微波等离子体光源，具有:
[0034].法拉第罩:
[0035].限定波导，
[0036].至少部分透明，并且通常对于从其发出的光至少是部分透射的，以及
[0037]?通常具有不透明的壳；
[0038].作为法拉第罩内的波导的、固态介电透明材料的主体；
[0039].波导中的密封中空，包含微波可激发材料；以及
[0040].用于将等离子体激发微波引入波导中的装置；
[0041]该布置使得在引入特定频率的微波时，在中空中产生等离子体并且光经由法拉第罩发出。
[0042]在我们的专利申请N0.PCT/GB2011/001744(我们的’ 744申请)中，我们将LUWPL定义如下:
[0043]微波等离子体光源，具有:
[0044]?固态介电透明材料的制造件，具有:
[0045].密封中空，包含电磁波，通常为微波，可激发的材料；以及
[0046].法拉第罩:
[0047].限定波导，
[0048].至少部分透明，并且通常对于从其发出的光至少是部分透射的，
[0049]?通常具有不透明的外壳；以及
[0050].包封制造件；
[0051].用于将激发电磁波，通常为微波，的等离子体引入波导中的装置；
[0052]该布置使得在引入特定频率的电磁波，通常为微波时，在中空中产生等离子体并且光经由法拉第罩发出。
[0053]在我们的LER专利的优选实施例中，中空直接形成在通常为石英主体的透明波导中。这使得通过来自等离子体的辐射和围绕等离子体的气体的传导，石英材料暴露于高温。由于这种暴露，术语“固态等离子体坩祸”在LER专利中使用，该坩祸是用于高温材料的容器。如果等离子体引起坩祸中材料的微小裂纹，等离子体之后会传播通过该微小裂纹，这种暴露就会带来问题。
[0054]在我们的蚌壳申请中，由于具有中空和可激发材料的石英灯泡与透明波导分开并插入至透明波导中，该问题并不那么明显。该波导可以由夹有灯泡的两半构成，或者可以由具有容纳灯泡的孔的单一主体构成。
[0055]在我们的英国申请No 116224.5中，公开了一种用于LUWPL的坩祸，该坩祸包括:
[0056].具有孔的透明材料的波导主体；
[0057].在孔中提供透明材料的管，该管:
[0058].在两个端部处封闭，
[0059].在其密封的端部之间的孔中形成的中空中包含可激发材料，以及
[0060].与主体的透明材料紧密接触。
[0061]尽管我们确信提供管和主体之间的紧密接触在批量生产中是可行的，但最初的试验提供了不一致的结果。我们将此归因于公差。在管和孔在尺寸上接近的情况下，可以相对于孔膨胀管，实现满意的紧密接触和长的寿命。然而，在公差使得管需要被膨胀而跨越过大的环形空间的情况下，则产生不良的接触。在以不良的管/主体接触来操作时，寿命较短，围绕坩祸的法拉第罩在管的残余端部穿过罩的位置附近解体。
[0062]尽管仅在有限的区域中提供了管和主体之间的接触，但我们惊奇地注意到，如果管在其残余端部处通过熔块或陶瓷粘合剂附接至主体，则在寿命上有显著的改进。
【发明内容】
[0063]本发明的目标是提供一种用于LER型的LUWPL的改进的坩祸。
[0064]根据本发明的第一方面，提供一种用于LUWPL的坩祸，该坩祸包括:
[0065].具有孔的透明材料的波导主体；
[0066].在孔中提供透明材料的管，该管:
[0067].在两个端部处封闭，
[0068].在其密封的端部之间的孔中形成的中空中包含可激发材料，
[0069].在主体的孔中容纳有滑动适配环形间隙，以及
[0070].在孔的孔口处通过粘结材料固定在主体中。
[0071]“滑动适配环形间隙”意味着，管在未通过粘结材料固定的情况下可以自由地在孔中滑动。
[0072]粘结材料可以围绕孔口的360°在环中连续地提供，或在围绕孔口的多个离散位置处提供。
[0073]优选地，粘结材料是“热粘结材料”，其中粘结材料需要温度的增加来使粘结发生。通常，热粘结材料需要温度增加至200°C和1600°C之间，理想地增加至低于坩祸和管的软化点的温度。
[0074]可以设想，热粘结材料可以通过化学反应来增加温度，然而，优选地，粘结材料需要施加外部热源来增加温度。
[0075]“热粘结材料”意味着包括，但不限于:
[0076].熔块，通常包括陶瓷组合物，优选地，氧化物的混合物，其已经在炉中熔化，快速淬火并且粒化或研磨成粉末；
[0077].氧化物的混合物，通常被粒化或研磨成粉末但不被加工成熔块；以及
[0078]?陶瓷粘合剂，优选地，填充磷酸娃的陶瓷粘合剂，诸如Aremco Ceramabond 618ο
[0079]在粘结材料是熔块或未被加工成熔块的氧化物的混合物的情况下，粘结材