透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，具有石英的預(yù)制件(1)，其中內(nèi)部封閉的中空外殼(2)由外直徑8mm、內(nèi)直徑4mm的拉制管形成。中空外殼(2)在內(nèi)、外端(3、4)處被密封。微波可激發(fā)的等離子體材料被密封在外殼內(nèi)。其外端(4)從端板(5)突出大約10.5mm，并且外殼的整個(gè)長(zhǎng)度大約20.5mm。形成中空的管(71)從中空外殼的內(nèi)端向后延續(xù)，作為天線護(hù)套(72)。2mm厚的端板(5)是圓形的并且外殼(2)在端板(5)的中心孔處被密封。類(lèi)似的板(6)被定位為板(6)與板(5)之間留有10mm的間隔，其中在外殼的內(nèi)端與內(nèi)板(6)之間具有大約2mm的小的間隙。天線護(hù)套被熔融至板(6)，其中，板中的孔(73)允許天線進(jìn)入護(hù)套中。上述兩個(gè)板具有34mm的直徑并且被密封在拉制石英管(7)中，拉制石英管(7)的外直徑為38mm，壁厚為2mm。外管(7)的外端(10)與外板(5)齊平，并且外管(7)的內(nèi)端從內(nèi)板(6)的后表面向后延伸17.5mm作為裙部(9)。該結(jié)構(gòu)提供了具有裙部的凹進(jìn)部(13)，其中凹進(jìn)部(13)內(nèi)的空間(74)延伸進(jìn)入天線護(hù)套(72)中。容納在具有裙部的凹進(jìn)部中的是氧化鋁塊(4)。其外部直徑是33.9mm，厚度為17.7mm。其具有直徑為2mm的中心孔(15)。天線(18)被容納在孔(15)中，并且天線具有延伸進(jìn)入天線護(hù)套(72)中的長(zhǎng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源。

【背景技術(shù)】
[0002]在我們的歐洲專(zhuān)利N0.EP2188829 (我們的’ 829專(zhuān)利)中，描述并請(qǐng)求保護(hù)(如所授權(quán)的):
[0003]一種由微波能量供能的光源，該光源具有:
[0004].其中具有密封中空的主體，
[0005].圍繞主體的微波包封法拉第罩，
[0006].法拉第罩內(nèi)的主體為諧振波導(dǎo)，
[0007].在所述中空中的可由微波能量激發(fā)的材料的填充物，用于在其中形成發(fā)光等離子體，以及
[0008]?布置在主體內(nèi)的天線，用于將誘導(dǎo)等離子體的微波能量傳輸至填充物，該天線具有:
[0009].在主體外部延伸的連接部，用于耦合至微波能量源；
[0010]其中:
[0011].所述主體為固態(tài)等離子體坩堝，其材料是透明的，用于使光從其中離開(kāi)，以及
[0012].法拉第罩至少部分透光，用于使光從該等離子體坩堝離開(kāi)，
[0013]該布置使得來(lái)自該中空中的等離子體的光能夠傳播通過(guò)該等離子體坩堝并且經(jīng)由該罩從等離子體坩堝中輻射出。
[0014]如我們的’ 829專(zhuān)利中所使用的:
[0015]“透明”是指構(gòu)成被描述為透明的物品的材料是透光的或半透明的，該含義也用在關(guān)于它的發(fā)明的本說(shuō)明書(shū)中；
[0016]“等離子體坩堝”是指包封等離子體的封閉體，當(dāng)中空中的填充物被來(lái)自天線的微波能量激發(fā)時(shí)，該等離子體位于中空中。
[0017]我們將我們的’ 829專(zhuān)利所保護(hù)的技術(shù)稱(chēng)為我們的“LER”技術(shù)。
[0018]在我們的專(zhuān)利申請(qǐng)N0.PCT/GB2011/001744(我們的’ 744申請(qǐng))中，我們將LUWPL定義如下:
[0019]一種微波等離子體光源，具有:
[0020]?固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，具有:
[0021]?封閉中空，包含電磁波(通常為微波)可激發(fā)的材料；以及
[0022].法拉第罩:
[0023].界定波導(dǎo)，
[0024].至少部分透明，并且通常對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透光的，
[0025].通常具有不透明的外殼，以及
[0026].包封預(yù)制件；
[0027].用于將激發(fā)等離子體的通常為微波的電磁波引入波導(dǎo)中的裝置；
[0028]該布置使得在引入特定頻率的通常為微波的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出。
[0029]為了本說(shuō)明書(shū)的目的，我們將“微波”限定為意指從大約300MHz至大約300GHz的三個(gè)數(shù)量級(jí)的范圍。我們預(yù)期該微波范圍的300MHz的下端點(diǎn)在本發(fā)明的LUWPL能夠被設(shè)計(jì)為工作的微波范圍之上，即，可以設(shè)想LUWPL在300MHz以下工作。盡管如此，基于我們對(duì)合理范圍的經(jīng)驗(yàn)，我們預(yù)期正常工作將在該微波范圍內(nèi)。我們相信，不必詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的可行的工作范圍。
[0030]在我們目前的LUWPL中，預(yù)制件可以由在法拉第罩的相對(duì)兩側(cè)之間的連續(xù)的固態(tài)介電材料制成(除了可激發(fā)材料的封閉中空)，就像我們的LER技術(shù)的透明坩堝?？商娲?，如在我們的蛘殼申請(qǐng)(Clam shell)中的“透明波導(dǎo)”的燈泡腔體中的燈泡中，所述預(yù)制件可以是有效連續(xù)的。同樣可替代地，在關(guān)于我們的技術(shù)改進(jìn)的還未公開(kāi)的申請(qǐng)中的預(yù)制件包括與可激發(fā)材料的封閉中空不同的絕緣空間。
[0031]因此，應(yīng)該注意的是，盡管在我們的LER技術(shù)之前的本領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)包括將電鍍陶瓷塊稱(chēng)為“波導(dǎo)”而實(shí)際上我們的LER技術(shù)中的透明坩堝已被稱(chēng)為“波導(dǎo)”;但在本說(shuō)明書(shū)中，我們用“波導(dǎo)”總體地表示:
[0032].包封的法拉第罩，其形成波導(dǎo)邊界，
[0033]?罩內(nèi)的固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，
[0034].如果有的話，被法拉第罩包封的其他固態(tài)介電材料，以及
[0035].如果有的話，被法拉第罩包封的并且沒(méi)有固態(tài)介電材料的腔體和/或空的部分，
[0036]固態(tài)介電材料與等離子體和法拉第罩的作用一起決定罩內(nèi)的波的傳播方式。
[0037]因?yàn)橥该鞑牧峡梢杂墒⒅瞥珊?或可以包含玻璃，這些材料具有固體的某些典型特性和液體的某些典型特性因此被稱(chēng)為過(guò)冷液體，為了本說(shuō)明書(shū)的目的，過(guò)冷液體被認(rèn)為是固體。
[0038]而且，為了避免疑義，“固體”被用在有關(guān)材料的物理特性的上下文中，并且并不意味著有關(guān)組件是連續(xù)的而其中不具有中空。
[0039]這里對(duì)所需的術(shù)語(yǔ)作進(jìn)一步說(shuō)明。根據(jù)原有的觀點(diǎn)，“法拉第罩”是一種導(dǎo)電屏蔽體，用于保護(hù)占據(jù)物、活躍物或其他免受外部電場(chǎng)的影響。隨著科技的進(jìn)步，該術(shù)語(yǔ)演變?yōu)橐庵赣糜谧柚箤掝l率范圍的電磁場(chǎng)的屏蔽體。法拉第罩將不必阻止可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光形式的電磁輻射。只要法拉第罩可以為內(nèi)部屏蔽外部電磁輻射，它也可以保持法拉第罩自身內(nèi)的電磁輻射。法拉第罩的能夠使其實(shí)現(xiàn)上述一種作用的特性也能夠使其實(shí)現(xiàn)上述另一種作用。然而，人們認(rèn)識(shí)到，術(shù)語(yǔ)“法拉第罩”源自屏蔽內(nèi)部方面，在我們?cè)缙诘腖UWPL專(zhuān)利和申請(qǐng)中，我們已將該術(shù)語(yǔ)用于指包封被罩界定的波導(dǎo)內(nèi)的電磁波的電屏蔽體，特別是透明的電屏蔽體。在本說(shuō)明書(shū)中，我們繼續(xù)采用這種用法。
[0040]在我們的’744申請(qǐng)中，我們?cè)诘谝环矫婷枋霾⒄?qǐng)求保護(hù)一種用于我們現(xiàn)在所謂的LEX 技術(shù)的 LUWPLjnT:
[0041]一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括:
[0042].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有:
[0043]?封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料；
[0044].法拉第罩:
[0045].包封預(yù)制件；
[0046].對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及
[0047].界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有:
[0048].波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分；以及
[0049].至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置；
[0050]由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出；
[0051]?這樣的布置使得具有:
[0052]?波導(dǎo)空間的第一區(qū)域，其在法拉第罩的在該區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，該第一區(qū)域:
[0053].容納感應(yīng)耦合的部件，以及
[0054].具有相對(duì)較高的體積平均介電常數(shù)，以及
[0055]?波導(dǎo)空間的第二區(qū)域，其在法拉第罩的在該區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，該第二區(qū)域:
[0056].具有相對(duì)較低的體積平均介電常數(shù)。
[0057]在本說(shuō)明書(shū)中，這被稱(chēng)為第一方面的LEX LUffPL0


【發(fā)明內(nèi)容】

[0058]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的LEX LUffPL0
[0059]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供第一方面的LEX LUWPL，其中，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中的至少部分感應(yīng)耦合的部件從第一區(qū)域延伸出并進(jìn)入第二區(qū)域中。
[0060]換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供:
[0061]一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括:
[0062].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有:
[0063]?封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料；
[0064].法拉第罩:
[0065].至少大致包封預(yù)制件；
[0066].對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及
[0067].界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有:
[0068].波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分；以及
[0069].至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置；
[0070]由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出；
[0071]?這樣的布置使得具有:
[0072]?波導(dǎo)空間的第一區(qū)域，其在法拉第罩的在該區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，該第一區(qū)域:
[0073].至少部分容納感應(yīng)耦合的部件，以及
[0074].具有相對(duì)較高的體積平均介電常數(shù)，以及
[0075]?波導(dǎo)空間的第二區(qū)域，其在法拉第罩的在該區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，該第二區(qū)域:
[0076].具有相對(duì)較低的體積平均介電常數(shù)，以及
[0077]?被如下所占據(jù):
[0078].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件以及如下中的任一個(gè)
[0079].單獨(dú)的包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空，或者
[0080].包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空和預(yù)制件內(nèi)的腔體，或者
[0081].包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空，以及預(yù)制件與法拉第罩之間的波導(dǎo)空間的空的部分，或者
[0082].包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空、預(yù)制件內(nèi)的腔體以及預(yù)制件與法拉第罩之間的波導(dǎo)空間的空的部分；
[0083]其中:
[0084]?用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中的至少部分感應(yīng)耦合的部件從第一區(qū)域延伸出并進(jìn)入第二區(qū)域中。
[0085]優(yōu)選地:
[0086]?至少部分感應(yīng)耦合的部件延伸至波導(dǎo)空間的第二區(qū)域中的如下位置:在該位置，第二區(qū)域中沒(méi)有被固態(tài)介電材料占據(jù)的部分存在于耦合的部件和法拉第罩之間；
[0087].固態(tài)介電材料的表面至少大致在法拉第罩的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，優(yōu)選地作為預(yù)制件的透明材料的表面，作為波導(dǎo)空間的第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的界面。
[0088]盡管天線可以延伸穿過(guò)預(yù)制件的后壁中的孔并且在沒(méi)有任何護(hù)套的情況下延伸進(jìn)入預(yù)制件中的腔體中，并且天線可以被密封在后壁中；然而優(yōu)選地，天線在護(hù)套管內(nèi)延伸進(jìn)入預(yù)制件中，方便地，護(hù)套管與預(yù)制件由相同的材料制成。
[0089]在優(yōu)選實(shí)施例中，護(hù)套管是這樣的管，在其中超過(guò)天線的封口形成有等離子體中空。
[0090]在我們的’744申請(qǐng)中，我們還請(qǐng)求保護(hù)了第二方面，一種針對(duì)我們現(xiàn)在所謂的LEX技術(shù)的LUWPLjnT:
[0091]一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括:
[0092].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有:
[0093].封閉中空的外殼，封閉中空包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料；
[0094].法拉第罩:
[0095].包封預(yù)制件；
[0096].對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及
[0097].界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有:
[0098].波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分，并且所述波導(dǎo)空間具有:
[0099].一個(gè)對(duì)稱(chēng)軸；以及
[0100].至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置；
[0101]由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出；
[0102]其中:
[0103].這樣的布置使得波導(dǎo)空間在理論上被分為相等的前半體積和后半體積:
[0104].前半體積:
[0105].至少部分被預(yù)制件占據(jù)，其中所述中空在前半體積，并且
[0106]?被法拉第罩的前面的透明部分包封(除了在后半體積之外)，來(lái)自中空的光能夠經(jīng)由法拉第罩的前面的透明部分輻射出，
[0107].感應(yīng)耦合件在后半體積中延伸，以及
[0108].前半體積的內(nèi)含物的介電常數(shù)的體積平均值小于后半體積的內(nèi)含物的介電常數(shù)的體積平均值。
[0109]在本說(shuō)明書(shū)中，這被稱(chēng)為第二方面的LEX LUffPL0
[0110]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了第二方面的LEX LUWPL，其中，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中的至少部分感應(yīng)耦合的部件從后半體積延伸出并進(jìn)入前半體積中。
[0111]在我們的’ 744申請(qǐng)中，我們還請(qǐng)求保護(hù)了第三方面:
[0112]一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括:
[0113].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有:
[0114]?封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料；
[0115]?法拉第罩:
[0116]?包封預(yù)制件；
[0117].對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及
[0118].界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有:
[0119].波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分；以及
[0120].至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置；
[0121]由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出；
[0122]其中:
[0123]?預(yù)制件由石英制成，以及
[0124].在波導(dǎo)空間中設(shè)置有氧化鋁主體以提高波導(dǎo)空間的介電常數(shù)的體積平均值，感應(yīng)耦合的部件設(shè)置在氧化鋁主體中。
[0125]在本說(shuō)明書(shū)中，這被稱(chēng)為第三方面的LEX LUffPL0
[0126]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了第三方面的LEX LUWPL，其中，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中的至少部分感應(yīng)耦合的部件從氧化鋁主體延伸出并進(jìn)入石英預(yù)制件中。
[0127]在我們的’ 744申請(qǐng)中，我們還請(qǐng)求保護(hù)了第四方面:
[0128]一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括:
[0129].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有:
[0130]?封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料；
[0131]?法拉第罩:
[0132]?包封預(yù)制件；
[0133].對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及
[0134].界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有:
[0135].波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分；以及
[0136].至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置；
[0137]由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出；
[0138]其中:
[0139].預(yù)制件的介電常數(shù)的體積平均值小于其材料的介電常數(shù)。
[0140]在本說(shuō)明書(shū)中，這被稱(chēng)為第四方面的LEX LUffPL0
[0141]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了第四方面的LEX LUWPL，其中，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中的至少部分感應(yīng)耦合的部件延伸進(jìn)入具有封閉中空的預(yù)制件中。
[0142]在我們的’ 744申請(qǐng)中，我們還請(qǐng)求保護(hù)了第五方面:
[0143]一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括:
[0144].固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少具有:
[0145].封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料；
[0146].法拉第罩:
[0147].包封預(yù)制件；
[0148].對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及
[0149].界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有:
[0150].波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分；以及
[0151].至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置；
[0152]?波導(dǎo)空間中的固態(tài)介電材料的主體，該主體緊靠預(yù)制件并且感應(yīng)耦合的部件在其中延伸，
[0153]由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由法拉第罩發(fā)出。
[0154]在本說(shuō)明書(shū)中，這被稱(chēng)為第五方面的LEX LUffPL0
[0155]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了第五方面的LEX LUWPL，其中，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入波導(dǎo)中的至少部分感應(yīng)耦合的部件從所述主體延伸出并進(jìn)入第二預(yù)制件中。
[0156]在我們的’ 744申請(qǐng)中，我們還請(qǐng)求保護(hù)了第六方面:
[0157]一種與電磁波源、天線和法拉第罩一起使用的光發(fā)射器，所述光發(fā)射器包括:
[0158].透明材料的外殼,所述外殼具有后壁和至少一個(gè)外壁；
[0159]?所述外殼內(nèi)的腔體；
[0160].包含可激發(fā)材料的燈泡，所述燈泡從腔體的至少一個(gè)壁延伸進(jìn)入腔體中，并且具有包含可激發(fā)材料的中空，以及
[0161].與外殼適配的固態(tài)介電材料的主體，所述主體具有天線孔以及與腔體的后壁互補(bǔ)的前表面；
[0162]光發(fā)射器的布置使得當(dāng)包括燈泡的外殼和主體的組合被法拉第罩包圍時(shí)，包括燈泡的外殼和主體的組合形成電磁諧振系統(tǒng)，在該電磁諧振系統(tǒng)中，能夠通過(guò)向孔中的天線施加電磁波而產(chǎn)生諧振，用于通過(guò)可激發(fā)材料中的等離子體發(fā)出光。
[0163]在本說(shuō)明書(shū)中，這被稱(chēng)為第六方面的LEX LUffPL0
[0164]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了第六方面的LEX LUWPL，其中，天線從所述主體延伸出并進(jìn)入外殼中。
[0165]為了避免疑義，本發(fā)明的上述內(nèi)容即在優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No GB1021811.3中陳述的內(nèi)容?？梢砸庾R(shí)到，其比上述發(fā)明的其他一些陳述內(nèi)容的范圍窄。下面的段落直到【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】同樣逐字地取自?xún)?yōu)先權(quán)申請(qǐng)。它們的主題不限于發(fā)明的較窄的優(yōu)先權(quán)陳述內(nèi)容，而是可以如上文寬泛陳述的以及實(shí)際上如下文所請(qǐng)求保護(hù)的應(yīng)用于本發(fā)明。
[0166]還需要注意，在這些段落中，術(shù)語(yǔ):
[0167]“外殼”指上述段落中的“預(yù)制件”，至少在這些段落中，預(yù)制件包括與中空外殼不同的腔體，以及“燈泡”指上述段落中的“中空外殼”。
[0168]我們的’ 744申請(qǐng)到本申請(qǐng)的 優(yōu)先權(quán)日:為止還沒(méi)有被公開(kāi)。因?yàn)楸景l(fā)明是我們的’ 744申請(qǐng)的發(fā)明的改進(jìn)，在它們的不同方面，正如上面所引用的，包括在我們的’ 744申請(qǐng)中所描述的特征的LUWPL都可以利用本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)。因此，為了本發(fā)明公開(kāi)的目的，重復(fù)下面來(lái)自我們的’ 744申請(qǐng)的帶引號(hào)的語(yǔ)句。
[0169]“我們根據(jù)在耦合的部件的輸入端估計(jì)的光源的阻抗是否具有感應(yīng)分量來(lái)確定耦合的部件是否是“至少部分感應(yīng)的”。
[0170]“我們可以想到如下特定的布置，其中，耦合的部件可以不完全被固態(tài)介電材料包圍。例如，耦合的部件可以從波導(dǎo)空間中的固態(tài)介電材料延伸并且橫穿其中的空氣隙。然而，我們通常不會(huì)期望這種空氣隙存在。
[0171]“包含中空的可激發(fā)的等離子體材料可以完全布置在平均介電常數(shù)相對(duì)較低的第二區(qū)域。可替代地，它可以延伸穿過(guò)法拉第罩并且部分延伸至罩和第二區(qū)域之外。
[0172]“在特定實(shí)施例中，第二區(qū)域在從感應(yīng)耦合的部件經(jīng)過(guò)中空的方向延伸超過(guò)中空。在下述的第一優(yōu)選實(shí)施例中不是這種情況。
[0173]“通常，預(yù)制件將具有至少一個(gè)與等離子體材料中空不同的腔體。在這種情況下，腔體可以在中空的外殼和預(yù)制件的至少一個(gè)周向壁之間延伸，周向壁具有的厚度小于腔體地從外殼到周向壁的長(zhǎng)度。
[0174]“在一個(gè)可能的但非優(yōu)選的實(shí)施例中，預(yù)制件具有至少一個(gè)小于法拉第罩的相應(yīng)尺寸的外部尺寸，預(yù)制件和法拉第罩之間的波導(dǎo)空間部分的范圍沒(méi)有固態(tài)介電材料。
[0175]“在另一個(gè)可能的但非優(yōu)選的實(shí)施例中，預(yù)制件布置在法拉第罩中，與波導(dǎo)空間的如下端部隔開(kāi):該端部與波導(dǎo)空間的布置有感應(yīng)耦合件的端部相對(duì)。
[0176]“在另一實(shí)施例中，包圍感應(yīng)耦合的部件的固態(tài)介電材料與預(yù)制件的材料相同。
[0177]“在下述的第一優(yōu)選實(shí)施例中，包圍感應(yīng)耦合的部件的固態(tài)介電材料的介電常數(shù)比預(yù)制件的材料的介電常數(shù)高，介電常數(shù)更高的材料位于包圍感應(yīng)耦合的部件的主體中并且靠近預(yù)制件布置。
[0178]“通常，法拉第罩對(duì)于其徑向的光輻射將是透明的。優(yōu)選地，法拉第罩對(duì)于其向前的即遠(yuǎn)離波導(dǎo)空間的介電常數(shù)相對(duì)較高的第一區(qū)域的光輻射也是透明的。
[0179]“此外，感應(yīng)耦合的部件通常將是或者包括細(xì)長(zhǎng)的天線，該天線可以是在介電常數(shù)相對(duì)較高的材料的主體的孔中延伸的平坦導(dǎo)線?？淄ǔ⑹撬鲋黧w中的通孔，其中天線緊靠預(yù)制件。在緊靠預(yù)制件的后表面的單獨(dú)的主體的前表面可以設(shè)置有擴(kuò)孔，并且天線(輪廓)是T形的，其中它的T形頭占據(jù)擴(kuò)孔并且緊靠預(yù)制件。
[0180]“在第三方面，由于所述預(yù)制件具有端到端的不對(duì)稱(chēng)性和/或在法拉第罩中不對(duì)稱(chēng)地定位，可能引起前半體積和后半體積的介電常數(shù)的體積平均值的差。
[0181]“優(yōu)選地:
[0182].所述預(yù)制件占據(jù)整個(gè)波導(dǎo)空間，
[0183].在前半體積內(nèi)的預(yù)制件中包括至少一個(gè)抽空的或充氣的腔體，從而為前半體積提供較低的介電常數(shù)的體積平均值，以及
[0184].腔體在中空的外殼和預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，周向壁具有的厚度小于腔體地從中空的外殼到周向壁的長(zhǎng)度。
[0185]“可能地:
[0186]?所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的前部，
[0187].相同材料的單獨(dú)的主體占據(jù)波導(dǎo)空間的剩余部分，以及
[0188].在前半體積內(nèi)的預(yù)制件中包括至少一個(gè)抽空的或充氣的腔體，從而為前半體積提供較低的介電常數(shù)的體積平均值，以及
[0189].腔體在中空的外殼和預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，周向壁具有的厚度小于腔體的從中空的外殼到外壁的長(zhǎng)度。
[0190]“進(jìn)一步，優(yōu)選地:
[0191].所述預(yù)制件占據(jù)整個(gè)波導(dǎo)空間的前部，以及
[0192].較高介電常數(shù)材料的單獨(dú)的主體占據(jù)波導(dǎo)空間的剩余部分或者波導(dǎo)空間的至少大部分。
[0193]“在單獨(dú)的主體使用與預(yù)制件相同或者不同的介電材料時(shí)，感應(yīng)耦合的部件可以延伸超過(guò)后半體積進(jìn)入前半體積中直到預(yù)制件。
[0194]“此外，優(yōu)選地:
[0195].在前半體積內(nèi)的預(yù)制件中包括至少一個(gè)抽空的或充氣的腔體，從而提高前半體積和后半體積的介電常數(shù)的體積平均值的差，以及
[0196].腔體在中空的外殼和預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，周向壁具有的厚度小于腔體地從中空的外殼到周向壁的長(zhǎng)度。
[0197]“盡管所述腔體或每個(gè)腔體都可以被抽空和/或消氣，但通常，所述腔體或每個(gè)腔體被氣體特別是氮?dú)庹紦?jù)，所述氣體處于大氣壓的大約一半至十分之一的低壓。可能地，所述腔體或每個(gè)腔體可以對(duì)大氣環(huán)境開(kāi)放I?！爸锌盏耐鈿た梢韵鄬?duì)于腔體橫向延伸，跨越預(yù)制件的中心軸線。然而，中空的外殼通常將在預(yù)制件的中心縱向即從前至后的軸線上延伸。
[0198]“中空的外殼可以連接至預(yù)制件的后壁和前壁。然而，優(yōu)選地，中空的外殼僅連接至預(yù)制件的前壁。
[0199]“優(yōu)選地，中空的外殼延伸穿過(guò)前壁并部分地通過(guò)法拉第罩。
[0200] -
[0201]盡管該段落是在我們的’ 744申請(qǐng)時(shí)的優(yōu)選，但現(xiàn)在我們優(yōu)選腔體被充氣至5mbar至1500mbar的壓力，并且特別地,腔體被填充10mbar至700mbar的壓力的氮?dú)狻?br> [0202]“可能地，前壁可以是圓頂?shù)摹Ｈ欢?，前壁通常將是扁平的并且與預(yù)制件的后壁平行。
[0203]“通常，中空的外殼和預(yù)制件的剩余部分由相同的透明材料制成。然而，中空的外殼和預(yù)制件的至少外壁可以由不同的透明材料制成。例如，外壁可以是例如硼硅酸鹽玻璃或鋁硅酸鹽玻璃的較廉價(jià)玻璃。此外，外壁可以由不透紫外線的材料制成。
[0204]“在優(yōu)選實(shí)施例中，被預(yù)制件占據(jù)的波導(dǎo)空間部分大致等同于前半體積。
[0205]“如果提供，單獨(dú)的主體可以與預(yù)制件隔開(kāi)，但是優(yōu)選地，單獨(dú)的主體緊靠預(yù)制件的后表面并且通過(guò)法拉第罩橫向定位。預(yù)制件可以具有裙部，其中單獨(dú)的主體緊靠預(yù)制件的后表面并且在裙部?jī)?nèi)橫向定位。
[0206]“優(yōu)選地，中空的外殼是管狀的。
[0207]“優(yōu)選地，如果提供，固態(tài)介電材料的預(yù)制件和單獨(dú)的主體是繞中心縱向軸線旋轉(zhuǎn)的主體。
[0208]“可替代地，預(yù)制件和固態(tài)主體可以具有其他的形狀，例如矩形截面。
[0209]“方便地，LUffPL與如下組合設(shè)置:
[0210].電磁波電路，具有:
[0211].輸入端，用于來(lái)自電磁波源的電磁波能量，以及
[0212].輸出端，連接至LUWPL的感應(yīng)耦合的部件；
[0213]其中，電磁波電路是:
[0214].復(fù)阻抗電路，被配置為帶通濾波器并且將電磁波能量源的輸出阻抗與LUWPL的感應(yīng)輸入阻抗匹配。
[0215]“優(yōu)選地，電磁波電路是可調(diào)諧梳狀線濾波器；以及
[0216]“電磁波電路可以包括:
[0217].金屬外殼，
[0218].一對(duì)理想電導(dǎo)體(PEC)，各自在外殼內(nèi)接地，
[0219].一對(duì)連接至PEC的連接器，一個(gè)用于輸入端，另一個(gè)用于輸出端，以及
[0220].相應(yīng)的調(diào)諧元件，設(shè)置在外殼內(nèi)、與每個(gè)PEC的遠(yuǎn)端相對(duì)。
[0221]“在PEC之間的窗孔(iris)中可以設(shè)置另外的調(diào)諧元件。
[0222]“方便地，特別對(duì)于第三方面，預(yù)制件和氧化鋁主體一起填充波導(dǎo)空間。
[0223]“方便地，特別對(duì)于第五方面:
[0224].感應(yīng)耦合的部件延伸直到主體和預(yù)制件之間的鄰接界面；
[0225].預(yù)制件和主體由相同的材料制成。
[0226]“可替代地:
[0227].主體由不同的材料制成，主體具有較高的介電常數(shù)。
[0228]“如果提供，單獨(dú)的主體可以緊靠預(yù)制件的后表面并且通過(guò)法拉第罩橫向定位。然而，優(yōu)選地，預(yù)制件具有裙部，其中單獨(dú)的主體緊靠預(yù)制件的后表面并且在裙部?jī)?nèi)橫向定位。
[0229]“盡管主體可以由與外殼相同的透明材制成，與我們的W02009/063205申請(qǐng)的LER的主要區(qū)別是提供了腔體，燈泡在腔體中延伸；但優(yōu)選地，固態(tài)介電材料的主體的介電常數(shù)將比外殼的透明材料的介電常數(shù)高，并且通常將是不透明的。
[0230]“需要特別注意的是，我們期望本發(fā)明的特定實(shí)施例落入LER專(zhuān)利的范圍內(nèi)，因?yàn)檫@些都是寬泛的專(zhuān)利。
[0231]“腔體可以是開(kāi)放的，允許空氣或其他的環(huán)境氣體進(jìn)入外殼中以大致包圍燈泡。然而，腔體通常將是封閉并且密封的，其中在外殼內(nèi)或者是真空或者是特別引入的氣體。
[0232]“外殼和其內(nèi)密封的腔體可具有多種形狀。優(yōu)選地，外殼是旋轉(zhuǎn)的主體。它可以是球形的、半球形的，其中平面的后壁用于鄰接固態(tài)介電主體的平面的前表面，或者如在優(yōu)選實(shí)施例中，它可以是圓柱形的，其中平面的后壁也用于鄰接固態(tài)介電主體。
[0233]“外殼通常將具有等厚的壁，借此，外殼和腔體將具有相同的形狀。
[0234]“盡管燈泡可以設(shè)想是球形的，但優(yōu)選地是具有圓形截面的細(xì)長(zhǎng)形的，典型地，由在相對(duì)的兩端封閉的管狀材料構(gòu)成，
[0235]“燈泡可以延伸進(jìn)入腔體中，從外殼的前壁直至它的后壁?？商娲?，燈泡可以從與后壁平行的外殼的側(cè)壁延伸。
[0236]“也可以想到，燈泡可以從外殼的后壁延伸。
[0237]“盡管可以設(shè)想燈泡可以在燈泡的相對(duì)兩側(cè)/兩端連接至外殼的壁，但優(yōu)選地僅連接至一個(gè)壁。以這種方式，燈泡的材料與外殼的材料被基本熱隔離；雖然它們優(yōu)選地由相同的透明材料制成。
[0238]“燈泡，或燈泡的一部分通常將位于光發(fā)射器的中心，在諧振時(shí)經(jīng)受最高的電場(chǎng)。
[0239]“在簡(jiǎn)單的布置中，外殼和固態(tài)主體可以具有相等的直徑并且后壁至前表面緊靠在一起，通過(guò)法拉第罩彼此保持緊靠。然而，優(yōu)選地，外殼向后延伸，其具有與主體中互補(bǔ)的插孔適配的邊緣，或者具有其中收納主體的裙部。
[0240]“優(yōu)選地，不管天線延伸至哪里，主體中用于天線的孔是位于中心的并且通向主體的前表面，其中燈泡布置為其一部分通過(guò)外殼的前后范圍的一小部分與外殼的后壁隔開(kāi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，主體的前表面具有被天線的圓頭占據(jù)的凹進(jìn)部。
[0241]“可替代地，可以想到，天線可以是:
[0242].在主體內(nèi)偏心的，或者作為桿終止于主體的前表面，或者具有圓頭，或者
[0243].在主體內(nèi)偏心并且延伸進(jìn)入外殼中，方便地通過(guò)腔體中向環(huán)境開(kāi)放的孔，或者通過(guò)從后壁延伸進(jìn)入腔體中的閉端管，由此，腔體被密封。
[0244]在我們的’ 744申請(qǐng)中所描述的所有實(shí)施例中，感應(yīng)耦合的部件是天線，優(yōu)選地具有圓頭，所述天線恰好沒(méi)有進(jìn)入體積平均介電常數(shù)較低的第二區(qū)域或前半體積。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0245]為了幫助理解本發(fā)明，現(xiàn)在將通過(guò)示例并參考附圖描述本發(fā)明的多個(gè)特定實(shí)施例，其中:
[0246]圖1是根據(jù)本發(fā)明的LUWPL的石英預(yù)制件、氧化鋁塊和天線的分解視圖；
[0247]圖2是圖1的LUWPL的中心截面?zhèn)纫晥D；
[0248]圖3是LWMPLS的與圖2類(lèi)似的圖解視圖；
[0249]圖4是圖1的LUWPL以及用于將微波導(dǎo)入LUWPL的匹配電路的截面視圖，其布置用于原型試驗(yàn)；
[0250]圖5是改進(jìn)的LUWPL的與圖3類(lèi)似的視圖；
[0251]圖6是改進(jìn)的另一 LUWPL的類(lèi)似視圖；
[0252]圖7是改進(jìn)的第三LUWPL的類(lèi)似視圖；
[0253]圖8是改進(jìn)的第四LUWPL的類(lèi)似視圖；
[0254]圖9是改進(jìn)的第五LUWPL的類(lèi)似視圖；
[0255]圖10是改進(jìn)的第六LUWPL的類(lèi)似視圖；以及
[0256]圖11是變形的LUWPL的與圖2類(lèi)似的視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0257]為了避免疑義，如下的描述是我們的’744申請(qǐng)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)的描述。為了幫助讀者，描述改進(jìn)的語(yǔ)句用斜體。
[0258]參照附圖的圖1至圖3，透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源具有石英的預(yù)制件1，相比于結(jié)晶二氧化硅片和拉制管，預(yù)制件I即被熔融。內(nèi)部封閉的中空外殼2由外直徑8mm、內(nèi)直徑4mm的拉制管形成。其在內(nèi)端3和外端4處被密封。從我們的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)Nos.W02006/070190和W02010/094938獲知的密封方法是適用的。微波可激發(fā)的等離子體材料被密封在外殼內(nèi)。其外端4從端板5突出大約10.5mm,并且外殼的整個(gè)長(zhǎng)度大約20.5mm。
[0259]形成中空的管71從中空外殼的內(nèi)端向后延續(xù)，作為天線護(hù)套72。
[0260]端板5是圓形的并且使外殼2在其中心孔處被密封，該孔并沒(méi)有像這樣被編號(hào)。板為2mm厚。類(lèi)似的板6被定位為在板6與板5之間留有1mm的間隔，并且外殼的內(nèi)端與內(nèi)板6之間具有大約2_的小的間隙。天線護(hù)套被熔融至板6，其中，板中的孔73允許下述天線進(jìn)入護(hù)套中。板的直徑為34_并且被密封在拉制石英管7中，拉制石英管7的外直徑為38mm,壁厚為2mm。該布置將兩個(gè)管和與管的中心軸垂直延伸的兩個(gè)板同心放置。同心軸A是下面所定義的波導(dǎo)的中心軸。
[0261]外管7的外端10與外板5的外表面齊平,夕卜管7的內(nèi)端從內(nèi)板6的后表面向后延伸17.5mm作為裙部9。該結(jié)構(gòu)設(shè)置有:
[0262]?板之間的環(huán)形腔體11，圍繞中空外殼并且在外管內(nèi)。外管具有密封點(diǎn)12，通過(guò)該點(diǎn)，腔體被抽空并重新充滿(mǎn)低壓氮?dú)?，其壓力為大氣壓的大約十分之一；
[0263].具有裙部的凹進(jìn)部13，凹進(jìn)部13內(nèi)的空間74延伸進(jìn)入天線護(hù)套72中。
[0264]容納在具有裙部的凹進(jìn)部中的是氧化鋁的正圓柱塊14，其尺寸以滑動(dòng)配合的方式與凹進(jìn)部適配。正圓柱塊14的外徑是33.9mm，厚度為17.7mm。它具有直徑為2mm的中心孔15。外表面的邊緣形成克服密封干擾(splatter)的斜面以防止鄰接處被封閉。天線18被容納在孔15中。天線具有延伸進(jìn)入天線護(hù)套72中的長(zhǎng)度。天線護(hù)套72的內(nèi)部長(zhǎng)度為2mm ο
[0265]石英預(yù)制件I被容納在六角形的多孔法拉第罩20中。法拉第罩20在端板5處橫穿預(yù)制件并且沿外管向后延伸腔體10的長(zhǎng)度。罩具有用于中空外殼的外端的中心孔21，以及比容納氧化鋁塊14的石英裙部9進(jìn)一步向后延伸8mm的無(wú)孔裙部22。鋁的底座塊23承載預(yù)制件和氧化鋁主體，并且無(wú)孔的罩裙部與氧化鋁塊部分重疊。因此，法拉第罩將這兩個(gè)組件保持在一起并且抵靠塊23。該塊不僅提供機(jī)械支持，還提供法拉第罩的電磁封閉。
[0266]上述尺寸為法拉第罩提供2.45GHz的諧振。我們相信，天線延伸至在中空外殼的內(nèi)端處的僅封口的厚度內(nèi)有助于更好地從天線向中空內(nèi)的等離子體傳送微波能量，因此提高了在給LUWPL供能時(shí)所消耗的每瓦特電所產(chǎn)生的LUWPL在光流明方面的效率。
[0267]作為法拉第罩內(nèi)的體積的波導(dǎo)空間理論上被平面P分成兩個(gè)區(qū)域，氧化鋁塊14與預(yù)制件的內(nèi)板6在平面P鄰接。第一內(nèi)區(qū)域24包含天線，但是其對(duì)該區(qū)域內(nèi)的材料的介電常數(shù)的體積平均值的影響可以忽略不計(jì)。在該區(qū)域內(nèi)的是氧化鋁塊和石英裙部。這些組件對(duì)體積平均值的貢獻(xiàn)如下:
[0268]氧化鋁塊14:體積=31 X (33.9/2)2X 17.7 = 15967.7，
[0269]介電常數(shù)=9.6，
[0270]體積X介電常數(shù)=153289.9。
[0271]石英裙部9 體積=X ((38/2)2-(34/2)2) X 18 = 4069.4，
[0272]介電常數(shù)=3.75，
[0273]體積X介電常數(shù)=15260.3。
[0274]第一區(qū)域24 體積=X ((38/2) 2) X 18 = 20403.7
[0275]體積平均介電常數(shù)=(153289.9+15260.3)/20403.7 =
[0276]8.26ο
[0277]第二區(qū)域25包括去除裙部的預(yù)制件。它的各部分對(duì)體積平均值的貢獻(xiàn)如下:
[0278]中空外殼體積=31 X ((8/2) 2- (4/2) 2) X 8 = 301.4,
[0279]介電常數(shù)=3.75，
[0280]體積X介電常數(shù)=1130.3ο
[0281]腔體外殼體積=π X ((38/2)2-(34/2)2) X 10 = 2260.8，
[0282]介電常數(shù)=3.75，
[0283]體積X介電常數(shù)=8478.1。
[0284]外板體積=Ji X ((38/2)2) x2 = 2267.1，
[0285]介電常數(shù)=3.75，
[0286]體積X介電常數(shù)=8501.6。
[0287]內(nèi)板體積=Ji X ((38/2)2) X2 = 2267.1，
[0288]介電常數(shù)=3.75，
[0289]體積X介電常數(shù)=8501.6。
[0290]天線護(hù)套體積=31X ((8/2)2-(4/2)2) X2 = 75.4，
[0291]介電常數(shù)=3.75，
[0292]體積X介電常數(shù)=282.6。
[0293]腔體體積=整個(gè)體積減去石英部分的和=
[0294]15869.5 - 301.4 - 75.4 - 2260.8 - 2267.1 - 2267.1 = 8773.1，
[0295]介電常數(shù)=1.00，
[0296]體積X介電常數(shù)=8697.7。
[0297]第二區(qū)域25 體積=31 X ((38/2)2) X 14 = 15869.5
[0298]體積平均介電常數(shù)=
[0299](1130.3+8478.1+8501.6+8501.6+8697.7+282.6)/
[0300]15869.5 = 2.24。
[0301]因此可以看出，第一區(qū)域的體積平均介電常數(shù)明顯地高于第二區(qū)域的體積平均介電常數(shù)。這是因?yàn)檠趸X塊的介電常數(shù)較高。而這樣的結(jié)果是第一區(qū)域?qū)Π诓▽?dǎo)內(nèi)的各部分的組合的諧振頻率起主要作用。然而，本發(fā)明的改進(jìn)使得這方面的差別可以忽略不計(jì)。
[0302]這兩個(gè)區(qū)域的形成鮮明對(duì)比的平均值8.26和2.24可用于與整個(gè)波導(dǎo)空間的(20403.7x8.26) + (15869.5x2.24)/(20403.7+15869.5) = 5.62 的平均值形成對(duì)比。該數(shù)值沒(méi)有由于所述改進(jìn)而被明顯地改變。
[0303]如果區(qū)域的比較不是基于由預(yù)制件和氧化鋁塊之間的鄰接平面所分隔的第一和第二區(qū)域而進(jìn)行的，而是在相等的兩個(gè)半體積之間，所述比較也具有基本相似的結(jié)果。與鄰接平面平行的分隔平面V向氧化鋁塊偏移1.85mm。氧化鋁塊在軸A的方向上是均勻的。因此，第一后半體積26的體平均值保持8.26。氧化鋁薄片和石英裙部對(duì)另外的第二前半體積27有貢獻(xiàn)。這種貢獻(xiàn)可以從它的體積平均介電常數(shù)計(jì)算出:
[0304]1.85mm 薄片體積=π X (38/2)2 X 1.85 = 301.4,
[0305]介電常數(shù)=8.26，
[0306]體積X介電常數(shù)=2097.0。
[0307]前半體積體積=π X ((38/2)2) X 14+π X (38/2)2 X 1.85 =
[0308]15869.5+301.4 = 16170.9
[0309]體積平均介電常數(shù)=
[0310](15869.5x2.24+2097.0)/16170.9 = 2.33。
[0311]因此，對(duì)于該特定實(shí)施例，利用石英、氧化鋁、2mm的壁厚以及2.45GHz工作頻率，比例差異如下:
[0312]前/ 后區(qū)域 2.24:8.26，而
[0313]前/ 后半體積 2.33:8.26。
[0314]該比例為0.271:0.281 或 0.96:1.00。
[0315]因此可以說(shuō)，我們的’744申請(qǐng)的發(fā)明構(gòu)思的作為可選比較例的這兩個(gè)比例沒(méi)有由于本發(fā)明的改進(jìn)而受到影響。
[0316]應(yīng)當(dāng)注意，該LUWPL明顯地小于在2.45GHz工作的例如直徑49mm、長(zhǎng)19.7mm的LER
石英坩堝。
[0317]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，考慮到圖1-3的原型結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為以2.45GHz工作，圖4示出LUWPL結(jié)構(gòu)和帶通濾波器的組合，所述帶通濾波器將所產(chǎn)生的微波與LUWPL匹配。該圖示出延伸進(jìn)入護(hù)套中的天線。在該頻率的生產(chǎn)中，將通過(guò)磁控管產(chǎn)生微波。在原型試驗(yàn)中，通過(guò)臺(tái)式振蕩器31產(chǎn)生微波并且通過(guò)同軸電纜32將微波饋送到帶通濾波器34的輸入連接器33。其被實(shí)施為空氣波導(dǎo)35，空氣波導(dǎo)35具有布置為用于微波的輸入和輸出的兩個(gè)理想電導(dǎo)體(PEC) 36、37。在PEC36和PEC37之間的窗孔中設(shè)置第三PEC38。調(diào)諧螺釘39與PEC的遠(yuǎn)端相對(duì)設(shè)置。輸入PEC通過(guò)導(dǎo)線40連接至同軸電纜32的纜芯。輸出PEC連接至另一導(dǎo)線41，并且通過(guò)導(dǎo)線41經(jīng)由一對(duì)連接器42連接至天線18，一對(duì)連接器42的中心是聯(lián)接套管43。濾波器34和LUWPL的中間設(shè)置有鋁底座塊23。其具有孔44，導(dǎo)線41穿過(guò)孔44延伸，其中陶瓷絕緣套管45插入孔44中。
[0318]應(yīng)當(dāng)注意，所述的布置不能自啟動(dòng)。在原型操作中，通過(guò)特斯拉線圈裝置的激發(fā)啟動(dòng)等離子體?？商娲?，中空中的惰性氣體可以是放射性的，例如氪85或者至少其的一小部分。此外，期望可以通過(guò)對(duì)靠近中空外殼的端部4放置的電極施加自動(dòng)點(diǎn)火型放電來(lái)啟動(dòng)等離子體放電。
[0319]預(yù)制件和氧化鋁塊系統(tǒng)的諧振頻率在啟動(dòng)(等離子體僅剛開(kāi)始產(chǎn)生)和滿(mǎn)功率(等離子體完全產(chǎn)生并且用作等離子體中空內(nèi)的導(dǎo)體)之間略微地變化。在微波發(fā)生器和LUWPL之間使用例如所述的帶通濾波器以適應(yīng)所述諧振頻率。
[0320]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，其示出一種改進(jìn)的LUWPL，其中預(yù)制件101的整個(gè)直徑小于氧化鋁塊114和法拉第罩120。氧化鋁塊的前表面具有淺的凹進(jìn)部151，凹進(jìn)部151的尺寸用于接納和定位預(yù)制件的后部。預(yù)制件形成有天線護(hù)套172，天線從凹進(jìn)部151延伸出并進(jìn)入天線護(hù)套172中。預(yù)制件的前部位于法拉第罩的前部的孔121中。法拉第罩可具有橫向延伸至多孔的圓柱形部分1202的金屬盤(pán)1201，可以通過(guò)多孔的圓柱形部分1202從預(yù)制件的中空1011的等離子體輻射出光。該布置在法拉第罩內(nèi)圍繞預(yù)制件留出環(huán)形空氣隙152，這對(duì)預(yù)制件區(qū)域的低的體積平均介電常數(shù)有貢獻(xiàn)。同時(shí)，可以提供諸如腔體10的環(huán)形腔體，它將是窄的并且對(duì)于預(yù)制件是優(yōu)選的，以形成圍繞中空1011的固態(tài)壁1012。這種變型具有預(yù)制件的形成更簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但是不期望具有從天線到等離子體的微波能量的這種良好的耦合。另外的沿預(yù)制件的軸向傳播的光將不能在該方向輻射通過(guò)法拉第罩，被盤(pán)1201反射。然而，這也不一定是缺點(diǎn)，因?yàn)榇蟛糠止鈴念A(yù)制件徑向地輻射出并且將通過(guò)LUWPL外部的反射器(未不出)被收集以準(zhǔn)直。
[0321]轉(zhuǎn)向圖6所示的另一改進(jìn)的LUWPL，預(yù)制件201與氧化鋁塊214以及法拉第罩220的直徑相同。然而，該預(yù)制件由固態(tài)石英制成。預(yù)制件和塊所限定的區(qū)域之間的體積平均介電常數(shù)的差不太明顯，該差是它們各自的材料的介電常數(shù)之間的差。天線護(hù)套272是石英塊201中的孔。
[0322]在圖7的改進(jìn)的LUWPL中，預(yù)制件301與第一實(shí)施例中的預(yù)制件I實(shí)際上相同。區(qū)別在于固態(tài)介電塊是石英塊314。如圖所示，石英塊與預(yù)制件分離。然而，它可以是預(yù)制件的一部分，其中天線護(hù)套372在環(huán)形腔體310的后壁的前面延伸。該布置將在天線318和中空3011之間提供較少的界面?？梢韵嘈?，其在提高從天線到中空的耦合上是有利的。由于圍繞中空外殼302環(huán)形腔體310的存在，預(yù)制件和石英塊或至少天線所延伸至的石英的固態(tài)部之間的介電常數(shù)體積平均值的差較小。
[0323]在如圖8所示的另外的改進(jìn)中，預(yù)制件401除了具有圍繞氧化鋁塊414的裙部409夕卜，還具有向前延伸的裙部4091。包封在法拉第罩420內(nèi)的波導(dǎo)空間的部分461是空的，因此增加了介電常數(shù)體積平均值的差。裙部4091支撐法拉第罩并且使法拉第罩在它的前圓盤(pán)4201(可以是穿孔的或者是不穿孔的)處以將預(yù)制件和塊抵靠底座塊423保持。此外，天線護(hù)套472和天線418從圍繞中空外殼的預(yù)制件的腔體411的后部向前延伸。
[0324]在如圖9所示的又一改進(jìn)中，預(yù)制件501除了如下兩個(gè)特征以外，與圖1和圖2的預(yù)制件I本質(zhì)上類(lèi)似。首先，等離子體中空外殼502相對(duì)于波導(dǎo)空間的縱軸A橫向定向。外殼被密封于圍繞外殼的腔體510的相對(duì)兩側(cè)507。此外，前板被圓頂505代替。天線護(hù)套572允許天線518緊靠等離子體中空外殼502。
[0325]轉(zhuǎn)向圖10，圖中示出的LUWPL的預(yù)制件與圖1至4中的預(yù)制件略有不同。下面將參照其制造方法來(lái)描述:
[0326]1.小直徑的石英管602被熔融至石英盤(pán)606的中心，石英管602的孔實(shí)施為天線護(hù)套672，與盤(pán)606的中心孔673對(duì)準(zhǔn)。在天線護(hù)套的端部，管被封閉作為中空封閉端675。而且，管具有近管頸6021和遠(yuǎn)管頸6022 ；
[0327]2.一段大直徑管607被密封至盤(pán)606,用于提供腔體611和用于裙部609內(nèi)的氧化鋁塊614的凹進(jìn)部613 ；
[0328]3.具有中心孔6051的另一石英前盤(pán)605被密封至大直徑管的邊緣6071以及較小直徑的管，其中近管頸恰好在前盤(pán)外部。
[0329]4.微波可激發(fā)材料的顆粒651落入內(nèi)管中，直到留在中空封閉端675上。接下來(lái)管被抽空。然后，盤(pán)606被加熱以使顆粒升華并在管中近管頸6021向內(nèi)處再次凝結(jié)。顆粒中的雜質(zhì)揮發(fā)并被抽空。然后管被回充惰性氣體并且在外管頸處被密封；
[0330]5.然后內(nèi)管在內(nèi)管頸處被密封。
[0331]通常，被密封以形成預(yù)制件的組件將由石英制成，石英對(duì)寬光譜的光是透光的。然而，如果期望限制特定顏色的光和/或諸如紫外光的特定的不可見(jiàn)光的發(fā)射，可以將對(duì)這些光不透明的摻雜石英用于預(yù)制件的外部組件或者實(shí)際上用于整個(gè)預(yù)制件。此外，預(yù)制件的其他部分，除了中空外殼以外，可以由較廉價(jià)的玻璃材料制作。
[0332]本發(fā)明不意于局限于上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)。例如，法拉第罩被描述為是網(wǎng)狀的，其中在氧化鋁塊和鋁底座塊周?chē)峭该鞑⑶覠o(wú)孔的。法拉第罩由0.12_的薄片金屬構(gòu)成。可替代地，法拉第罩可以由金屬絲網(wǎng)構(gòu)成。此外，該罩可以由沉積在預(yù)制件上的氧化銦錫構(gòu)成，適當(dāng)?shù)匦纬蔀閲@氧化鋁的薄片金屬圓柱體和鋁圓柱體。此外，如果預(yù)制件和氧化鋁塊被安裝在鋁底座塊上，就沒(méi)有光可以通過(guò)氧化鋁塊離開(kāi)。如果氧化鋁塊被石英代替，光可以通過(guò)石英塊但是不能通過(guò)鋁塊。該塊電封閉法拉第罩。罩的無(wú)孔部分可以向后延伸直到鋁塊。實(shí)際上，該罩可以延伸至石英的后部，其中鋁塊的直徑是縮小的。
[0333]還有一種可能是在預(yù)制件和氧化鋁塊之間具有空氣隙，其中跨越空氣隙的天線延伸直至預(yù)制件內(nèi)部。我們預(yù)料這通常將經(jīng)由天線護(hù)套，以允許圍繞中空外殼的腔體至少被部分抽空。然而，我們想到，不論是否有空氣隙，天線都可以獨(dú)立地延伸進(jìn)入腔體中，其中腔體經(jīng)過(guò)天線通過(guò)孔與大氣環(huán)境連通。還有一種可能是可以抵靠天線密封孔。
[0334]基于上述的情況，據(jù)信預(yù)制件是石英的并且據(jù)信介電常數(shù)較高的主體由氧化鋁制成；預(yù)制件可以由諸如多晶氧化鋁的其他透明材料制成，介電常數(shù)較高的主體也可以由諸如鈦酸鋇的其他高介電材料的制成。
[0335]至于工作頻率，上述所有的尺寸細(xì)節(jié)都是針對(duì)2.45GHz的工作頻率?？梢灶A(yù)期，由于本發(fā)明的LUWPL在任意特定的工作頻率都比等價(jià)的LERLUWPL更緊湊，本發(fā)明的LUWPL將在諸如434MHz的較低的頻率(仍然在通常接受的微波范圍的限定內(nèi))獲得應(yīng)用，這是因?yàn)檩^長(zhǎng)的電磁波波長(zhǎng)引起的較大的尺寸和本發(fā)明引起的減小的LUWPL尺寸之間的平衡。對(duì)于434MHz的頻率，期望使用固態(tài)振蕩器代替磁控管，例如用于在2.45GHz工作的LUWPL產(chǎn)品。期望這種振蕩器的生產(chǎn)和/或工作更加經(jīng)濟(jì)。
[0336]在所有的上述實(shí)施例中，預(yù)制件相對(duì)于其中心縱向軸線是不對(duì)稱(chēng)的，特別是由于其通常提供的裙部。然而，期望預(yù)制件可以具有這種對(duì)稱(chēng)性。例如，在前封口是齊平完工的并且沒(méi)有裙部時(shí)，圖10所示的實(shí)施例將是大致對(duì)稱(chēng)的。
[0337]此外，上述預(yù)制件在波導(dǎo)空間中非對(duì)稱(chēng)地定位。不僅因?yàn)轭A(yù)制件并未布置為區(qū)間鄰接平面P與半體積平面V重合，還因?yàn)轭A(yù)制件朝向波導(dǎo)空間的一端；而單獨(dú)的固態(tài)介電材料主體朝向另一端。然而，可以想到，單獨(dú)的主體可以合并至相同材料制成的預(yù)制件。在這種布置中，預(yù)制件沒(méi)有在波導(dǎo)空間中非對(duì)稱(chēng)地定位。然而，其本身是非對(duì)稱(chēng)的，一端具有腔體，另一端大致是無(wú)空隙的以提供不同的端到端的介電常數(shù)的體積平均值。
[0338]另一種可能的變型是在鋁載體塊上設(shè)置向前延伸的裙部。這可以在預(yù)制件上提供或者不提供裙部。隨之，法拉第罩可以在載體塊裙部的外部向后延伸并且固定至載體塊裙部?？商娲?，如果罩被沉積在預(yù)制件上，可以徑向地向內(nèi)驅(qū)使載體塊裙部到達(dá)沉積的罩材料上以與其接觸。
[0339]本發(fā)明不意于局限于上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)。例如，中空外殼在工作時(shí)比包封環(huán)形腔體的外管要熱得多。為了避免石英預(yù)制件上的高的熱應(yīng)力，天線護(hù)套可以與圖9類(lèi)似的方式與中空外殼分離，其中，天線護(hù)套和中空外殼通過(guò)一間隙隔開(kāi)。參照?qǐng)D2，這可以被想象為中空外殼2和天線護(hù)套72之間所示的連續(xù)石英的中斷。在這種想象的變型中，中空外殼如同在其他實(shí)施例中那樣被軸向定向，其中間隙位于中空外殼和天線護(hù)套之間的中心軸線上。
[0340]在圖9所示的實(shí)施例的變型中，中空外殼可以?xún)H從環(huán)形腔體的一側(cè)上的一端延伸，在其另一端與外管隔開(kāi)。
[0341]在參照?qǐng)D11所述的另一變型中，天線718不需要在天線護(hù)套中延伸，而是以密封的方式延伸進(jìn)入外部的外殼中。其可以通過(guò)內(nèi)部端板706上的密封孔7061實(shí)現(xiàn)。為了避免熱應(yīng)力，天線優(yōu)選地具有通過(guò)內(nèi)板的鎢中段7181，以及內(nèi)部和外部的銅的焊接端7182、7183。不可避免地，天線比熔融石英的膨脹系數(shù)大，為4.5至0.5X10-6。為了適應(yīng)這種差異，在孔7061中使用具有中等膨脹系數(shù)的鋁硅酸鹽玻璃的封口 7062。
【權(quán)利要求】
1.一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括: -固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有: -封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料； -法拉第罩: -至少大致包封預(yù)制件； -對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及 ，界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有: -波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)波導(dǎo)空間的至少一部分；以及 -至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置； 由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在所述中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由所述法拉第罩發(fā)出； -這樣的布置使得具有: ，所述波導(dǎo)空間的第一區(qū)域，其在所述法拉第罩的在該區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，該第一區(qū)域: -至少部分容納所述感應(yīng)耦合的部件，以及 -具有相對(duì)較高的體積平均介電常數(shù)，以及 ，波導(dǎo)空間的第二區(qū)域，其在所述法拉第罩的在該區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，該第二區(qū)域: -具有相對(duì)較低的體積平均介電常數(shù)，以及 -被如下所占據(jù): ?固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件以及如下中的任一個(gè)，單獨(dú)的包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空，或者，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空和所述預(yù)制件內(nèi)的腔體，或者-包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空，以及所述預(yù)制件與所述法拉第罩之間的所述波導(dǎo)空間的空的部分，或者 -包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料的封閉中空、所述預(yù)制件內(nèi)的腔體以及所述預(yù)制件與所述法拉第罩之間的所述波導(dǎo)空間的空的部分； 其中: ，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中的所述至少部分感應(yīng)耦合的部件從所述第一區(qū)域延伸出并進(jìn)入所述第二區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述至少部分感應(yīng)耦合的部件延伸至所述波導(dǎo)空間的所述第二區(qū)域中的如下位置:在該位置，所述第二區(qū)域中沒(méi)有被固態(tài)介電材料占據(jù)的部分存在于所述耦合的部件和所述法拉第罩之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，固態(tài)介電材料的表面至少大致在所述法拉第罩的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，優(yōu)選地作為所述預(yù)制件的透明材料的表面，作為所述波導(dǎo)空間的所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的界面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述至少部分感應(yīng)耦合的部件是延伸穿過(guò)所述預(yù)制件的后壁中的孔的天線，所述天線在沒(méi)有任何護(hù)套的情況下延伸進(jìn)入所述預(yù)制件中的腔體中，優(yōu)選地，所述天線被密封在所述后壁中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述至少部分感應(yīng)耦合的部件是在護(hù)套管內(nèi)延伸進(jìn)入所述預(yù)制件中的天線，優(yōu)選地與所述封閉中空同軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中 -所述護(hù)套管由所述預(yù)制件的材料制成，并且優(yōu)選地是 -在其中包封所述封閉中空的管的延續(xù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中 -所述護(hù)套管由所述預(yù)制件的材料制成，并且 -與在其中包封所述封閉中空的管是不連續(xù)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，在所述天線和所述封閉中空之間僅存在單塊預(yù)制件材料。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源， 其中: ?包含中空的所述可激發(fā)的等離子體材料完全布置在平均介電常數(shù)相對(duì)較低的第二區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選地，其中所述第二區(qū)域在從所述感應(yīng)耦合的部件經(jīng)過(guò)所述中空的方向延伸超過(guò)所述中空；或者 -包含中空的所述可激發(fā)的等離子體材料布置為延伸穿過(guò)所述法拉第罩并且部分延伸至所述罩和所述第二區(qū)域之外，所述預(yù)制件以其它方式被所述法拉第罩包封。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述預(yù)制件具有至少一個(gè)與所述等離子體材料的中空不同的腔體，以及優(yōu)選地-所述腔體在所述中空的外殼和所述預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，所述周向壁具有的厚度小于所述腔體的從所述外殼到所述周向壁的長(zhǎng)度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述預(yù)制件具有至少一個(gè)小于所述法拉第罩的相應(yīng)尺寸的外部尺寸，所述預(yù)制件和所述法拉第罩之間的波導(dǎo)空間部分的范圍內(nèi)沒(méi)有固態(tài)介電材料，和/或 ，所述預(yù)制件布置在所述法拉第罩中，與所述波導(dǎo)空間的如下端部隔開(kāi):該端部與波導(dǎo)空間的布置有感應(yīng)耦合件的端部相對(duì)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: ，包圍所述感應(yīng)耦合的部件的固態(tài)介電材料與所述預(yù)制件的材料相同，或者 ，包圍所述感應(yīng)耦合的部件的固態(tài)介電材料的介電常數(shù)比所述預(yù)制件的材料的介電常數(shù)高，介電常數(shù)更高的材料位于包圍所述感應(yīng)耦合的部件的主體中并且靠近所述預(yù)制件布置，以及優(yōu)選地 -所述感應(yīng)耦合的部件是或者包括細(xì)長(zhǎng)的天線，所述天線在周?chē)墓虘B(tài)介電材料的孔中延伸。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述法拉第罩對(duì)于其徑向的光輻射是透明的，和/或 ，所述法拉第罩對(duì)于其向前的即遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)空間的介電常數(shù)相對(duì)較高的第一區(qū)域的光輻射是透明的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: #所述感應(yīng)稱(chēng)合的部件是或者包括細(xì)長(zhǎng)的天線； ，所述天線是在介電常數(shù)相對(duì)較高的材料的主體的孔中延伸的平坦導(dǎo)線。
15.一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括: -固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有: -封閉中空的外殼，所述封閉中空包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料； -法拉第罩: -包封所述預(yù)制件； -對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及 ，界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有: -波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)所述波導(dǎo)空間的至少一部分并且所述波導(dǎo)空間具有: #一個(gè)對(duì)稱(chēng)軸；以及 -至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置； 由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在所述中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由所述法拉第罩發(fā)出； 其中: -這樣的布置使得所述波導(dǎo)空間在理論上被分為相等的前半體積和后半體積: -所述前半體積: ，至少部分被所述預(yù)制件占據(jù)，其中所述中空在所述前半體積，并且-除了在后半體積之外，被所述法拉第罩的前面的透明部分包封，來(lái)自所述中空的光能夠經(jīng)由所述法拉第罩的所述前面的透明部分輻射出， -所述至少部分感應(yīng)耦合的部件在所述后半體積中延伸，以及?所述前半體積的內(nèi)含物的介電常數(shù)的體積平均值小于所述后半體積的內(nèi)含物的介電常數(shù)的體積平均值: 其中: ，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中的所述至少部分感應(yīng)耦合的部件從所述后半體積延伸出并進(jìn)入所述前半體積中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述至少部分感應(yīng)耦合的部件延伸至所述波導(dǎo)空間的所述第二區(qū)域中的如下位置:在該位置，所述第二區(qū)域中沒(méi)有被固態(tài)介電材料占據(jù)的部分存在于所述耦合的部件和所述法拉第罩之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，固態(tài)介電材料的表面至少大致在所述法拉第罩的相對(duì)兩側(cè)之間延伸，優(yōu)選地作為所述預(yù)制件的透明材料的表面，作為所述波導(dǎo)空間的所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的界面。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述至少部分感應(yīng)耦合的部件是延伸穿過(guò)所述預(yù)制件的后壁中的孔的天線，并且所述天線在沒(méi)有任何護(hù)套的情況下延伸進(jìn)入所述預(yù)制件的腔體中，優(yōu)選地，所述天線被密封在所述后壁中。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述至少部分感應(yīng)耦合的部件是在護(hù)套管內(nèi)延伸進(jìn)入所述預(yù)制件中的天線，優(yōu)選地與所述封閉中空同軸。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，在所述至少部分感應(yīng)耦合的部件和所述封閉中空之間僅存在單塊預(yù)制件材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-20中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，由于所述預(yù)制件具有端到端的不對(duì)稱(chēng)性和/或在所述法拉第罩中不對(duì)稱(chēng)地定位，引起前半體積和后半體積的介電常數(shù)的體積平均值的差。
22.根據(jù)權(quán)利要求15-21中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述預(yù)制件占據(jù)整個(gè)波導(dǎo)空間， -在前半體積內(nèi)的所述預(yù)制件中包括至少一個(gè)抽空的或充氣的腔體，從而為所述前半體積提供較低的介電常數(shù)的體積平均值，以及 -所述腔體在所述中空的外殼和所述預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，所述周向壁具有的厚度小于所述腔體的從所述中空的外殼到所述周向壁的長(zhǎng)度。
23.根據(jù)權(quán)利要求15-22中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述預(yù)制件占據(jù)所述波導(dǎo)空間的前部，以及 -相同材料的單獨(dú)的主體占據(jù)所述波導(dǎo)空間的剩余部分，以及，在前半體積內(nèi)的所述預(yù)制件中包括至少一個(gè)抽空的或充氣的腔體，從而為所述前半體積提供較低的介電常數(shù)的體積平均值，以及 -所述腔體在所述中空的外殼和所述預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，所述周向壁具有的厚度小于所述腔體從所述中空的外殼到所述周向壁的長(zhǎng)度。 ，較高介電常數(shù)材料的單獨(dú)的主體占據(jù)所述波導(dǎo)空間的剩余部分或者波導(dǎo)空間的至少大部分，以及優(yōu)選地: -在前半體積內(nèi)的所述預(yù)制件中包括至少一個(gè)抽空的或充氣的腔體，從而提高所述前半體積和所述后半體積之間的介電常數(shù)體積平均值的差，以及 -所述腔體在所述中空的外殼和所述預(yù)制件中的至少一個(gè)周向壁之間延伸，所述周向壁具有的厚度小于所述腔體的從所述中空的外殼到所述周向壁的長(zhǎng)度。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述腔體或每個(gè)腔體都被抽空和/或消氣，或者 #所述腔體或每個(gè)腔體被氣體占據(jù)，所述氣體的壓力為(0.至150011^2^(150--)，優(yōu)選為 1001^2^(10--)至 7001^虹(70--)，所述氣體優(yōu)選為氮?dú)狻?br> 25.根據(jù)權(quán)利要求15-24中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述中空的外殼相對(duì)于所述腔體橫向延伸，跨越所述預(yù)制件的中心軸線。
26.根據(jù)權(quán)利要求15-24中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述中空的外殼在所述預(yù)制件的中心縱向即從前至后的軸線上延伸，以及優(yōu)選地 -所述中空的外殼連接至所述預(yù)制件的后壁和前壁，或者 -所述中空的外殼僅連接至所述預(yù)制件的前壁。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述中空的外殼延伸穿過(guò)所述前壁并部分地穿過(guò)所述法拉第罩。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: ，所述前壁是圓頂?shù)?，或? -所述前壁是扁平的并且與所述預(yù)制件的后壁平行。
29.根據(jù)權(quán)利要求15-28中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: ，所述中空的外殼和所述預(yù)制件的剩余部分由相同的透明材料制成，或者 ，所述中空的外殼和所述預(yù)制件的至少外壁由不同的透明材料制成，優(yōu)選地，所述外壁由不透紫外線的材料制成。
30.根據(jù)權(quán)利要求15-29中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，被所述預(yù)制件占據(jù)的波導(dǎo)空間部分大致等同于所述前半體積。
31.根據(jù)權(quán)利要求23或者從屬于權(quán)利要求23的權(quán)利要求24-30中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: ，所述單獨(dú)的主體緊靠所述預(yù)制件的后表面并且通過(guò)所述法拉第罩橫向定位，或者-所述單獨(dú)的主體與所述預(yù)制件的后表面隔開(kāi)一空氣隙并且通過(guò)所述法拉第罩橫向定位，以及優(yōu)選地 ，所述預(yù)制件具有裙部，其中所述單獨(dú)的主體緊靠所述預(yù)制件的后表面并且在所述裙部?jī)?nèi)橫向定位。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述中空的外殼是管狀的，以及優(yōu)選地 -如果提供，固態(tài)介電材料的所述預(yù)制件和單獨(dú)的主體是繞中心縱向軸線旋轉(zhuǎn)的主體，或者 -如果提供，固態(tài)介電材料的所述預(yù)制件和單獨(dú)的主體具有矩形截面。
33.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，與如下組合: ?電磁波電路，具有: -輸入端，用于來(lái)自電磁波源的電磁波能量，以及 -輸出端，連接至所述透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源的所述感應(yīng)耦合的部件； 其中，所述電磁波電路是: -復(fù)阻抗電路，被配置為帶通濾波器并且將電磁波能量源的輸出阻抗與所述透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源的感應(yīng)輸入阻抗匹配，以及優(yōu)選地-所述電磁波電路是可調(diào)諧梳狀線濾波器，包括: #金屬外殼， -一對(duì)理想電導(dǎo)體$￡0，各自在所述外殼內(nèi)接地， -一對(duì)連接至的連接器，一個(gè)用于輸入端，另一個(gè)用于輸出端，以及 -相應(yīng)的調(diào)諧元件，設(shè)置在所述外殼內(nèi)、與每個(gè)的遠(yuǎn)端相對(duì)，以及優(yōu)選地 -另外的調(diào)諧元件，設(shè)置在所述之間的窗孔中。
34.一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括: -固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有: -封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料； -法拉第罩: -包封所述預(yù)制件； -對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及 ，界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有: -波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)所述波導(dǎo)空間的至少一部分；以及-至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置； 由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在所述中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由所述法拉第罩發(fā)出； 其中: -預(yù)制件由石英制成，以及 -在所述波導(dǎo)空間中設(shè)置有氧化鋁主體以提高所述波導(dǎo)空間的介電常數(shù)的體積平均值，所述感應(yīng)耦合的部件至少部分地設(shè)置在所述氧化鋁主體中； 其中: -用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中的所述至少部分感應(yīng)耦合的部件從所述氧化鋁主體之外延伸出并進(jìn)入所述石英預(yù)制件中。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中，所述預(yù)制件和所述氧化鋁主體一起填充所述波導(dǎo)空間。
36.一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括: -固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有: -封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料； -法拉第罩: -包封所述預(yù)制件； -對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及 ，界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有: -波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)所述波導(dǎo)空間的至少一部分；以及-至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置； 由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在所述中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由所述法拉第罩發(fā)出； 其中: -所述預(yù)制件的介電常數(shù)的體積平均值小于其材料的介電常數(shù)；以及，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中的所述至少部分感應(yīng)耦合的部件延伸進(jìn)入具有封閉中空的所述預(yù)制件中。
37.一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，包括: -固態(tài)介電透明材料的預(yù)制件，所述預(yù)制件至少設(shè)置有: -封閉中空，包含電磁波可激發(fā)的等離子體材料； -法拉第罩: -包封所述預(yù)制件； -對(duì)于從其中發(fā)出的光是至少部分透明的，以及 ，界定波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有: -波導(dǎo)空間，所述預(yù)制件占據(jù)所述波導(dǎo)空間的至少一部分；以及 -至少部分感應(yīng)耦合的部件，用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中至少大致被固態(tài)介電材料包圍的位置； -所述波導(dǎo)空間中的固態(tài)介電材料的主體，所述主體緊靠所述預(yù)制件并且感應(yīng)耦合的部件在其中延伸， -由此，在引入特定頻率的電磁波時(shí)，在所述中空中產(chǎn)生等離子體并且光經(jīng)由所述法拉第罩發(fā)出； 其中: -用于將激發(fā)等離子體的電磁波引入所述波導(dǎo)中的所述至少部分感應(yīng)耦合的部件從所述主體延伸出并進(jìn)入第二預(yù)制件中。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，其中: -所述預(yù)制件和所述主體由相同的材料制成，或者 ，所述預(yù)制件和所述主體由不同的材料制成，所述主體具有較高的介電常數(shù)。
39.一種與電磁波源、天線和法拉第罩一起使用的光發(fā)射器，所述光發(fā)射器包括: #透明材料的外殼，所述外殼具有后壁和至少一個(gè)外壁； ?所述外殼內(nèi)的腔體； -包含可激發(fā)材料的燈泡，所述燈泡從所述腔體的至少一個(gè)壁延伸進(jìn)入所述腔體中，并且具有包含可激發(fā)材料的中空，以及 -與所述外殼適配的固態(tài)介電材料的主體，所述主體具有天線孔以及與所述腔體的后壁互補(bǔ)的前表面； ，所述光發(fā)射器的布置使得當(dāng)包括所述燈泡的外殼和所述主體的組合被所述法拉第罩包圍時(shí)，包括所述燈泡的外殼和所述主體的組合形成電磁諧振系統(tǒng)，在所述電磁諧振系統(tǒng)中，能夠通過(guò)向所述孔中的所述天線施加電磁波而產(chǎn)生諧振，用于通過(guò)所述可激發(fā)材料中的等離子體發(fā)出光； 其中: #所述天線從所述主體延伸出并進(jìn)入所述外殼中。
【文檔編號(hào)】H01J65/04GK104428869SQ201380036766
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月10日
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