無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，包括無(wú)極燈管、金屬腔體、介質(zhì)諧振器和微波輸入裝置，金屬腔體包括微波輸入口和微波輸出口；介質(zhì)諧振器安裝在金屬腔體中，微波能量通過(guò)微波輸入裝置從微波輸入口饋入金屬腔體，使介質(zhì)諧振器諧振；無(wú)極燈管的一端從微波輸出口伸入金屬腔體，與介質(zhì)諧振器接觸，被介質(zhì)諧振器輸出的微波激勵(lì)發(fā)光。本實(shí)用新型的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、通過(guò)調(diào)整微波輸入裝置與諧振器間的耦合，容易獲得良好的微波輸入匹配，激發(fā)效率高，而且工作頻率控制更加容易。
【專(zhuān)利說(shuō)明】無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)極燈光源，尤其涉及一種無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置。
[【背景技術(shù)】]
[0002]無(wú)極燈沒(méi)有內(nèi)置電極，放電腔可以采用單種材料密閉而成，從而大大延長(zhǎng)了無(wú)極燈的壽命。微波無(wú)極放電燈是基于微波耦合放電原理工作的微波觸發(fā)耦合等離子體無(wú)極光源(Microwave trigger coupled plasma electrodeless light source)。
[0003]微波放電是把磁控管等微波源所產(chǎn)生的微波能量，經(jīng)由波導(dǎo)或同軸線(xiàn)等饋入諧振器，從而激發(fā)無(wú)極放電管發(fā)光。在微波放電過(guò)程中，電子因與周?chē)Ｗ訌椥耘鲎捕粩喔淖冞\(yùn)動(dòng)方向，逐漸從微波電磁場(chǎng)中獲得足夠能量并激發(fā)和電離原子(分子)，產(chǎn)生放電而發(fā)光。因此，由微波諧振器所構(gòu)成的無(wú)極微波激勵(lì)器是微波放電無(wú)極光源的關(guān)鍵激勵(lì)裝置之一，直接決定無(wú)極光源的微波激發(fā)效率、功率、結(jié)構(gòu)和壽命。
[0004]200420032780.x號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)介紹了一種喇叭形波導(dǎo)與金屬屏蔽網(wǎng)共同構(gòu)成的無(wú)極微波激勵(lì)裝置，200510027965.0號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)介紹了一種準(zhǔn)分子微波無(wú)極放電燈，200810216783.1號(hào)專(zhuān)利介紹了一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈，而201110151103.4號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)則介紹了一種基于金屬腔體的無(wú)極燈管激勵(lì)器。這些無(wú)極燈激勵(lì)均采用金屬腔或波導(dǎo)與金屬屏網(wǎng)共同組成的諧振腔來(lái)激勵(lì)無(wú)極燈管發(fā)光。其尺寸決定于激勵(lì)微波的工作頻率，限于微波源的頻率，往往難以實(shí)現(xiàn)激勵(lì)裝置的小型化，其激勵(lì)效率較低。
[0005]201280032914.5發(fā)明專(zhuān)利公布了一種透明波導(dǎo)電磁波等離子體光源，通過(guò)對(duì)激勵(lì)天線(xiàn)進(jìn)行氧化鋁塊加載，有效縮減了等離子體光源的激勵(lì)體積，但由于微波能量通過(guò)激勵(lì)天線(xiàn)直接耦合到等離子體材料密封件中，耦合控制不易，激勵(lì)裝置輸入端口匹配較難。另一方面，由于氧化鋁材料的相對(duì)介電常數(shù)往往低于10，激勵(lì)裝置微波能量不夠集中，從而降低了等離子體光源激發(fā)效率。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、激發(fā)效率高的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，包括無(wú)極燈管、金屬腔體、介質(zhì)諧振器和微波輸入裝置，金屬腔體包括微波輸入口和微波輸出口 ；介質(zhì)諧振器安裝在金屬腔體中，微波能量通過(guò)微波輸入裝置從微波輸入口饋入金屬腔體，使介質(zhì)諧振器諧振；無(wú)極燈管的一端從微波輸出口伸入金屬腔體，與介質(zhì)諧振器接觸，被介質(zhì)諧振器輸出的微波激勵(lì)發(fā)光。
[0008]以上所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，介質(zhì)諧振器環(huán)形腔體的內(nèi)孔為階梯孔，無(wú)極燈管伸入金屬腔體的一端插入介質(zhì)諧振器階梯孔的大孔，并與階梯孔大孔的底面接觸。
[0009]以上所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，介質(zhì)諧振器的材料為云母、陶瓷、橡膠或聚苯乙烯。
[0010]以上所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，介質(zhì)諧振器軸對(duì)稱(chēng)，上部為錐臺(tái)，下部為柱體，錐臺(tái)的底面與柱體連接，錐臺(tái)高度與柱體高度之比為0.35-1:1 ;錐臺(tái)頂面與無(wú)極燈管接觸，錐臺(tái)頂面直徑與無(wú)極燈管直徑之比為1.05-1.3:1。
[0011]以上所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，包括金屬底座，微波輸出位于金屬腔體的頂板上，介質(zhì)諧振器的底面與金屬底座膠接；金屬底座固定于金屬腔體的底板的內(nèi)壁。
[0012]以上所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，微波輸入裝置為波導(dǎo)或同軸線(xiàn)；同軸線(xiàn)通過(guò)同軸接頭安裝在金屬腔體上，同軸接頭安裝在金屬腔體的底板上，同軸線(xiàn)與介質(zhì)諧振器同軸或偏置；波導(dǎo)通過(guò)波導(dǎo)接頭安裝在金屬腔體上，金屬腔體的側(cè)壁包括饋入口，波導(dǎo)接頭固定在饋入口的外面。
[0013]本實(shí)用新型的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、通過(guò)調(diào)整微波輸入裝置與諧振器間的耦合，容易獲得良好的微波輸入匹配，激發(fā)效率高，而且工作頻率控制更加容易。
[【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】]
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4是圖3中的A向視圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0019]本實(shí)用新型實(shí)施例1無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括無(wú)極燈管1、金屬腔體2、介質(zhì)諧振器3、微波輸入裝置4、金屬屏蔽罩5和支架6。
[0020]金屬腔體2是圓筒形的金屬腔體，底板201上有微波輸入口，頂板202上有微波輸出口 202a。
[0021]介質(zhì)諧振器3為可諧振于工作頻率的介質(zhì)實(shí)體，所構(gòu)成介質(zhì)則是指一切固態(tài)微波介質(zhì)，包括云母、陶瓷、橡膠、聚苯乙烯等，具體形狀取決于所選擇的諧振模式，并根據(jù)激勵(lì)需要對(duì)諧振實(shí)體開(kāi)孔，使某些微波輸入裝置如同軸口的內(nèi)導(dǎo)體可以伸入介質(zhì)諧振器內(nèi)，從而獲得需要的耦合強(qiáng)度，或在介質(zhì)諧振器內(nèi)開(kāi)階梯內(nèi)孔，使無(wú)極燈管伸入介質(zhì)諧振器，并與階梯底面接觸，從而使無(wú)極燈管獲得良好激勵(lì)；介質(zhì)諧振器的微波饋入孔與無(wú)極燈管的階梯孔可以連通。
[0022]介質(zhì)諧振器3安裝在金屬腔體2中，本實(shí)施例中，介質(zhì)諧振器3采用電子陶瓷制作，膠接于設(shè)有安裝螺紋孔的金屬底座7中，金屬腔體為鋁制封閉腔體，并設(shè)有同軸接頭及介質(zhì)諧振器的安裝螺絲。介質(zhì)諧振器3內(nèi)設(shè)有同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體伸入孔301及無(wú)燈燈管伸入孔301a?？?01及孔301a同軸，構(gòu)成階梯孔。
[0023]介質(zhì)諧振器3膠接于金屬底座7，與同軸接頭4用螺釘或鉚釘8固定在金屬腔體2的底板201上。
[0024]本實(shí)施例的微波輸入裝置4為同軸接頭，同軸接頭的內(nèi)導(dǎo)體從微波輸入口伸入金屬腔體2，并伸入介質(zhì)諧振器3的內(nèi)孔301中，將微波源提供的微波能量饋入金屬腔體2，使介質(zhì)諧振器3在工作頻率下諧振。微波輸入裝置4也可以采用波導(dǎo)接頭等。
[0025]填充有氣體介質(zhì)的無(wú)極燈管1伸入金屬腔體2的一端與介質(zhì)諧振器接觸，為獲得更好的激勵(lì)效果，在介質(zhì)諧振器中開(kāi)有孔301a，通過(guò)介質(zhì)諧振器3輸出的微波激勵(lì)放電發(fā)光。
[0026]金屬屏蔽罩5的一端固定在金屬腔體2上。無(wú)極燈管1的主體部分位于金屬屏蔽罩5中，無(wú)極燈管1與金屬屏蔽罩5之間用支架6固定。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬屏蔽罩5可以實(shí)現(xiàn)可靠的微波防護(hù)。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例2無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，與實(shí)施例1不同的是:
[0028]介質(zhì)諧振器軸對(duì)稱(chēng)，上端為錐臺(tái)301303，下端為柱體302，錐臺(tái)301303的底面與柱體連接，錐臺(tái)301303高度與柱體302高度之比為0.35-1:1 ;錐臺(tái)301303頂面與無(wú)極燈管1接觸，錐臺(tái)301303頂面直徑與無(wú)極燈管直徑之比為1.05-1.3:1。
[0029]無(wú)極燈管1與錐臺(tái)301303上底面相接觸，從而使無(wú)極燈管獲得良好激勵(lì)。
[0030]在本實(shí)施例中，介質(zhì)諧振器3采用電子陶瓷制作，膠接于設(shè)有安裝螺紋孔的金屬底座7中，金屬腔體為鋁制腔體，并在介質(zhì)諧振器膠接區(qū)域外的底板上設(shè)有同軸接頭4及介質(zhì)諧振器金屬底座7的安裝螺紋孔，金屬底座7和同軸接頭4的螺紋孔為非貫穿孔，從而避免螺釘伸入降低激勵(lì)裝置的功率容量。
[0031]介質(zhì)諧振器3膠接于金屬底座7,金屬底座7用螺釘8固定在金屬腔體2的下底面。同軸接頭4相對(duì)于介質(zhì)諧振器3偏置。
[0032]本實(shí)施例的微波輸入裝置為同軸接頭4，同軸接頭4中同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體401從微波輸入口伸入金屬腔體2，形成同軸線(xiàn)與介質(zhì)諧振器3之間的耦合，同軸接頭與無(wú)極燈管間的直接耦合量相對(duì)較小，從而可以通過(guò)調(diào)整同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體長(zhǎng)度及與諧振器間的距離，來(lái)可以調(diào)整諧振器的耦合強(qiáng)度，獲得激勵(lì)裝置良好的匹配特性。從而確保微波源所提供的微波能量順利耦合到介質(zhì)諧振3，使之諧振于工作頻率。
[0033]填充有氣體介質(zhì)的無(wú)極燈管1伸入金屬腔體2的一端與介質(zhì)諧振器錐臺(tái)上底面接觸，通過(guò)介質(zhì)諧振器3輸出的微波激勵(lì)放電發(fā)光，由于介質(zhì)諧振器錐臺(tái)上底面較無(wú)極燈管橫截面略大，使得絕大部分諧振器輸出的微波能量參與無(wú)極燈激勵(lì)，從而獲得較高的微波激勵(lì)效率。
[0034]金屬屏蔽罩5的一端固定在金屬腔體2上。無(wú)極燈管1的主體部分位于金屬屏蔽罩5中，無(wú)極燈管1與金屬屏蔽罩5之間用支架6固定。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬屏蔽罩5可以實(shí)現(xiàn)可靠的微波防護(hù)。
[0035]本實(shí)用新型以上實(shí)施例采用所述介質(zhì)諧振器儲(chǔ)能和選頻，選擇適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)諧振器材質(zhì)、形狀、尺寸和激勵(lì)方式，使諧振器諧振于工作頻率。諧振器的錐臺(tái)結(jié)構(gòu)可以獲得更好的微波集中度，提高無(wú)極燈的激發(fā)效率，可以大大縮小激勵(lì)裝置的體積和重量；另一方面，本實(shí)施例通過(guò)減小無(wú)極燈管與微波輸入裝置間的直接耦合，獲得可控的耦合強(qiáng)度和良好的匹配特性，使諧振器實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能、選頻和緩沖作用，在形成高效發(fā)光的同時(shí)，對(duì)微波源也起到了保護(hù)作用。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例3無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示，包括無(wú)極燈管1、金屬腔體2、介質(zhì)諧振器3、微波輸入裝置4、金屬屏蔽罩5和支架6。
[0037]與實(shí)施例1和2不同的是:微波輸入裝置采用波導(dǎo)，在金屬腔體側(cè)壁203上開(kāi)口，形成波導(dǎo)耦合窗204，外接標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)通過(guò)耦合窗外面的波導(dǎo)接頭205饋入微波能量，激勵(lì)諧振器3諧振，并使與之相接觸的無(wú)極燈管1激勵(lì)發(fā)光，完成與實(shí)施例1和2相同的功能。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，包括無(wú)極燈管和金屬腔體，其特征在于，包括介質(zhì)諧振器和微波輸入裝置，金屬腔體包括微波輸入口和微波輸出口 ；介質(zhì)諧振器安裝在金屬腔體中，微波能量通過(guò)微波輸入裝置從微波輸入口饋入金屬腔體，使介質(zhì)諧振器諧振；無(wú)極燈管的一端從微波輸出口伸入金屬腔體，與介質(zhì)諧振器接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，其特征在于，介質(zhì)諧振器環(huán)形腔體的內(nèi)孔為階梯孔，無(wú)極燈管伸入金屬腔體的一端插入介質(zhì)諧振器階梯孔的大孔，并與階梯孔大孔的底面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，其特征在于，介質(zhì)諧振器的材料為云母、陶瓷、橡膠或聚苯乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，其特征在于，介質(zhì)諧振器軸對(duì)稱(chēng)，上部為錐臺(tái)，下部為柱體，錐臺(tái)的底面與柱體連接，錐臺(tái)高度與柱體高度之比為0.35-1:1 ;錐臺(tái)頂面與無(wú)極燈管接觸，錐臺(tái)頂面直徑與無(wú)極燈管直徑之比為1.05-1.3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，其特征在于，包括金屬底座，微波輸出位于金屬腔體的頂板上，介質(zhì)諧振器的底面與金屬底座膠接；金屬底座固定于金屬腔體的底板的內(nèi)壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)極燈微波激勵(lì)裝置，其特征在于，微波輸入裝置為波導(dǎo)或同軸線(xiàn)；同軸線(xiàn)通過(guò)同軸接頭安裝在金屬腔體上，同軸接頭安裝在金屬腔體的底板上，同軸線(xiàn)與介質(zhì)諧振器同軸或偏置；波導(dǎo)通過(guò)波導(dǎo)接頭安裝在金屬腔體上，金屬腔體的側(cè)壁包括饋入口，波導(dǎo)接頭固定在饋入口的外面。
【文檔編號(hào)】H01J65/04GK204118035SQ201420519701
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】黃健全, 丁淑芳, 夏芬, 唐政華, 林海揚(yáng), 阮世良 申請(qǐng)人:深圳市高斯寶電氣技術(shù)有限公司