燈(1)包括微波能量的振蕩器和放大器源(2)，它們通常工作在2.45或5.8GHz或ISM頻帶內(nèi)的其他頻率。該源將微波經(jīng)由匹配電路(3)傳送到天線(xiàn)(4)，天線(xiàn)(4)延伸到在透光波導(dǎo)(6)中的凹腔(5)內(nèi)。透光波導(dǎo)是石英的，并且具有容納燈泡(8)的中央空腔(7)。燈泡是石英的密封管(9)，并且包含惰性氣體和微波可激勵(lì)材料的填充物，微波可激勵(lì)材料在被微波激勵(lì)時(shí)輻射可見(jiàn)光。燈泡具有在從中央空腔延伸的在桿狀孔(11)中容納的桿狀部(10)。波導(dǎo)是透明的，并且來(lái)自燈泡的光可以受任何反射表面的影響而在任何方向離開(kāi)它。微波不能離開(kāi)波導(dǎo)，波導(dǎo)在其表面被法拉第籠限制。通常，這包括：在波導(dǎo)的前表面上的ITO涂層(12)；在后表面上的光反射涂層(10)，光反射涂層(10)通常是銀的并且具有一氧化硅涂層(13)；以及，金屬絲網(wǎng)(14)，它接觸ITO和光反射涂層，并且接地，金屬絲網(wǎng)圍繞在前后表面之間的波導(dǎo)的側(cè)面延伸。光可以通過(guò)金屬絲網(wǎng)以用于收集和使用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
光源本申請(qǐng)是專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)為“具有固體介質(zhì)波導(dǎo)的微波光源”、申請(qǐng)日為2011年5月16日、申請(qǐng)?zhí)枮?00880131995.8的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種由微波驅(qū)動(dòng)的燈的光源。
技術(shù)介紹
在燈泡中激勵(lì)放電以產(chǎn)生光是已知的。典型的示例是鈉放電燈和熒光管燈。后者使用產(chǎn)生紫外線(xiàn)輻射的汞蒸氣。繼而，這激勵(lì)熒光粉產(chǎn)生可見(jiàn)光。在消耗每瓦電所發(fā)射的光的流明方面，這樣的燈比鎢絲燈更有效。然而，它們?nèi)匀痪哂性跓魞?nèi)需要有電極的缺點(diǎn)。因?yàn)樗鼈兂休d放電所需要的電流，所以它們變差并且最終失效。我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了無(wú)電極燈泡燈，如在我們的關(guān)于燈的專(zhuān)利申請(qǐng)No.PCT/GB2006/002018(我們的“’2018燈”)、關(guān)于燈的燈泡的專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/GB2005/005080和關(guān)于用于微波驅(qū)動(dòng)的燈的匹配電路的專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/GB2007/001935中所示。它們都涉及通過(guò)使用微波能量在燈泡中激勵(lì)發(fā)光等離子體的無(wú)電極的燈。包括使用空氣波來(lái)將微波能量耦合到燈泡內(nèi)的較早建議已經(jīng)被提出，例如FusionLightingCorporation在他們的美國(guó)專(zhuān)利No.5,334,913中提出的。如果使用空氣波導(dǎo)，則燈體積較大，因?yàn)椴▽?dǎo)的物理尺寸是在空氣中的微波的波長(zhǎng)的一部分。這對(duì)于例如路燈不是問(wèn)題，但是使得這種類(lèi)型的燈不適合于許多應(yīng)用。因?yàn)檫@個(gè)原因，所以我們的’2018燈使用介質(zhì)波導(dǎo)，其相當(dāng)大地減小了在工作頻率2.4GHz的波長(zhǎng)。這種燈適合于用在諸如背投電視機(jī)的家用電器中。大約8年前，我們?cè)谖⒉?lì)光行業(yè)中的股東以顧問(wèn)協(xié)議雇用了LuximInc(“Luxim”)的創(chuàng)始人。在2000年7月31日，Luxim提交了美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No60/222,028，其后，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)程被授予美國(guó)專(zhuān)利No6,737,809(“Luxim專(zhuān)利”)。其摘要如下：“一種介質(zhì)波導(dǎo)集成等離子體燈(DWIPL)，具有主體，該主體主要由至少一種介質(zhì)材料構(gòu)成，該至少一種介質(zhì)材料具有大約大于2的介電常數(shù)，并且具有當(dāng)適當(dāng)頻率的微波能量耦合到主體內(nèi)時(shí)使得主體在至少一個(gè)諧振模式中諧振的形狀和尺寸。位于該主體內(nèi)的空腔中的燈泡包含填充氣體，該填充氣體當(dāng)從諧振的主體接收能量時(shí)形成發(fā)光等離子體。”我們相信，這是用于將微波能量耦合到無(wú)電極燈泡中的固體介質(zhì)波導(dǎo)的第一個(gè)公開(kāi)。那時(shí)，注意力集中在通過(guò)使用固體介質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)的在尺寸上的顯著減小。我們本身涉及該項(xiàng)目是在陶瓷領(lǐng)域中。所選擇的陶瓷是氧化鋁。我們的美國(guó)專(zhuān)利No6,666,739在日期上早于上述的顧問(wèn)協(xié)議。它的摘要如下：“燈由中空管狀主體構(gòu)成，該中空管狀主體具有閉合端和開(kāi)放端。該主體是燒結(jié)的陶瓷材料。在開(kāi)放端上密封有窗口，該窗口和主體被一層玻璃料結(jié)合。該窗口是藍(lán)寶石的。在該主體內(nèi)密封有惰性氣體和可激勵(lì)材料的微粒裝料。在使用中，將燈進(jìn)行RF電磁輻射，以將燈加熱到1000℃，使得它經(jīng)由藍(lán)寶石發(fā)射可見(jiàn)光”。不僅氧化鋁在使用形式上是不透明的，而且波導(dǎo)也被鍍銀以為波導(dǎo)內(nèi)的諧振電場(chǎng)提供邊界條件。在Luxim專(zhuān)利中，提出了應(yīng)當(dāng)經(jīng)由藍(lán)寶石窗口來(lái)發(fā)射光。自上述合作以來(lái)，我們未了解到任何建議來(lái)這樣使用固體介質(zhì)波導(dǎo)，即該固體介質(zhì)波導(dǎo)不使用獨(dú)立的燈泡(該燈泡通常是石英的)以將微波可激勵(lì)材料封閉在不透明波導(dǎo)(該波導(dǎo)通常是氧化鋁的)的凹陷中，或封閉在靠近不透明波導(dǎo)的凹陷并且封閉微波可激勵(lì)材料的透明窗口的集成裝置中，。為了追求我們的微波激勵(lì)光技術(shù)上的改進(jìn)，AndrewNeate專(zhuān)利技術(shù)了以另一種方式將燈泡和波導(dǎo)合并到單個(gè)部件內(nèi)。因此，我們?cè)?007年11月16日提交了我們的專(zhuān)利申請(qǐng)No0722548.5，其在此被稱(chēng)為我們的第一LER(發(fā)光諧振器)專(zhuān)利申請(qǐng)。它描述了由微波源驅(qū)動(dòng)的燈的可見(jiàn)光源，該微波源具有：●外殼，其對(duì)于可見(jiàn)光是透明的，并且對(duì)于微波是不透明的，并且在微波激勵(lì)時(shí)諧振，●填充材料，其能夠被微波能量激勵(lì)以形成發(fā)射可見(jiàn)光的等離子體，以及●在外殼內(nèi)的天線(xiàn)，其被定位以用于在外殼內(nèi)形成微波諧振的等離子體誘導(dǎo)激勵(lì)，該天線(xiàn)具有延伸到外殼之外的連接器，用于耦接到微波源。我們的第一LER首先被設(shè)想為具有較大的外殼，該外殼具有較薄的壁和在包含填充物的封閉空間中的天線(xiàn)，在我們的第一LER的開(kāi)發(fā)中，開(kāi)發(fā)了我們的第二LER，其中，封閉的空間較小，并且天線(xiàn)位于外殼的材料內(nèi)。因此，我們?cè)?008年5月23日提交了我們的專(zhuān)利申請(qǐng)No0809471.6，其在此被稱(chēng)為我們的第二LER(發(fā)光諧振器)專(zhuān)利申請(qǐng)。它描述了要被微波能量驅(qū)動(dòng)的可見(jiàn)光源，該光源具有：●固體等離子體容器，其材料是透明或不透明的，以便光從其透出，等離子體容器在其中具有密封的空間，●圍繞等離子體容器的法拉第籠，該籠子至少部分地透光，以便光從等離子體容器透出，同時(shí)對(duì)于微波是封閉的，●在能夠被微波能量激勵(lì)的材料的空間中的填充物，以在其中形成發(fā)光等離子體，以及●天線(xiàn)，其被布置在該等離子體容器內(nèi)，用于向填充物發(fā)射誘發(fā)等離子體的微波能量，該天線(xiàn)具有：●連接器，其延伸到等離子體容器之外，以耦接到微波能量源；該布置使得來(lái)自在空間中的等離子體的光可以通過(guò)等離子體容器，并且經(jīng)由所述籠從等離子體容器輻射出去。我們現(xiàn)在進(jìn)一步改進(jìn)了LER和相關(guān)的技術(shù)，并且，AndrewNeate和BarriePreston聯(lián)合地建立了本專(zhuān)利技術(shù)，本專(zhuān)利技術(shù)使用我們的’2018燈泡提供了LER在燈中的優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)，提供了一種光源，包括：●固體介質(zhì)材料的透光波導(dǎo)，其具有●至少部分地透光的法拉第籠，其圍繞該波導(dǎo)，●在波導(dǎo)和法拉第籠內(nèi)的燈泡空腔，以及●在波導(dǎo)和法拉第籠內(nèi)的天線(xiàn)凹腔，以及●燈泡，其具有微波可激勵(lì)的填充物，該燈泡被容納在燈泡空腔中；其中●法拉第籠包括：●固體部分，跨越透光波導(dǎo)的背部延伸直到透光波導(dǎo)的橫斷范圍；以及●夾具，其將該固體部分和波導(dǎo)夾在一起，并且將固體部分連接到法拉第籠的透光的前部；●固體部分是反射的，用于將光向前引導(dǎo)；●所述透光波導(dǎo)和所述波導(dǎo)的所述固體部分在形狀上互補(bǔ)，以用于發(fā)射的光聚焦；●所述法拉第籠的透光前部包括網(wǎng)狀的金屬元件或透光的導(dǎo)電涂層。在本說(shuō)明書(shū)中使用的：“透光”表示材料是透明或半透明的，被描述為透光的部件由該材料形成。使用這種光源的燈相對(duì)于專(zhuān)利’809的燈具有優(yōu)點(diǎn)在于：可以收集和利用從燈泡橫向地輻射的光以及軸向光。在’809專(zhuān)利中，僅可利用來(lái)自燈泡一端的軸向光。通常，確定波導(dǎo)的尺寸以使得為了填充物的最佳激勵(lì)在最大場(chǎng)處利用空腔發(fā)生微波諧振。在優(yōu)選實(shí)施例中，波導(dǎo)具有圓形截面，并且其尺寸可使得半波在其中以直徑方向延伸。優(yōu)選的是，燈泡的包層和透光的波導(dǎo)的材料相同。象在’809專(zhuān)利中那樣，取決于波導(dǎo)的表面，燈泡空腔可以是敞開(kāi)的。然而，我們推薦將燈泡置于波導(dǎo)更深處。這兩方面可通過(guò)下述方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：1.向波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置孔超過(guò)其深度一半，將燈泡插入孔內(nèi)，并且使用插塞來(lái)封閉孔，插塞的材料與波導(dǎo)相同。雖然不是必須的，但是有可能的，將插塞封閉到波導(dǎo)，優(yōu)選的是，通過(guò)局部融合點(diǎn)來(lái)方便地將插塞固定到波導(dǎo)；2.將波導(dǎo)提供為兩半，該兩半當(dāng)閉合在一起時(shí)提供燈泡空腔。兩個(gè)半部分既不必是相等的也不必是對(duì)稱(chēng)的同樣的，兩個(gè)半部分可點(diǎn)融合在一起。在坩堝(crucible)和插塞是玻璃材料時(shí)，根據(jù)情況，可以將插塞和坩堝或后者的兩半通過(guò)在梯階和/或埋頭孔(counter-bore)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光源，包括：●固體介質(zhì)材料的透光波導(dǎo)，其具有：●至少部分地透光的法拉第籠，其圍繞所述波導(dǎo)，●在所述波導(dǎo)和所述法拉第籠內(nèi)的燈泡空腔，以及●在所述波導(dǎo)和所述法拉第籠內(nèi)的天線(xiàn)凹腔，以及●燈泡，其具有微波可激勵(lì)的填充物，所述燈泡被容納在所述燈泡空腔中；其中●法拉第籠包括：●固體部分，跨越透光波導(dǎo)的背部延伸直到透光波導(dǎo)的橫斷范圍；以及●夾具，其將該固體部分和波導(dǎo)夾在一起，并且將固體部分連接到法拉第籠的透光的前部；●固體部分是反射的，用于將光向前引導(dǎo)；●所述透光波導(dǎo)和所述波導(dǎo)的所述固體部分在形狀上互補(bǔ)，以用于發(fā)射的光聚焦；●所述法拉第籠的透光前部包括網(wǎng)狀的金屬元件或透光的導(dǎo)電涂層。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光源，包括：固體介質(zhì)材料的透光波導(dǎo)，其具有:在所述透光波導(dǎo)內(nèi)的燈泡空腔，平坦的發(fā)光前表面，彎曲的后表面，在其光焦點(diǎn)處具有所述燈泡空腔，以及在所述透光波導(dǎo)內(nèi)的天線(xiàn)凹腔；燈泡，其具有微波可激勵(lì)的填充物，所述燈泡被容納在所述燈泡空腔中；以及至少部分地透光的法拉第籠，其圍繞所述透光波導(dǎo)；其中：法拉第籠包括：透光前部，位于透光波導(dǎo)的平坦的發(fā)光表面處，固體部分，跨越透光波導(dǎo)的彎曲的后表面延伸直到透光波導(dǎo)的橫斷范圍；以及夾具，其將該固體部分和所述透光波導(dǎo)夾在一起，并且將固體部分連接到法拉第籠；所述法拉第籠的固體部分是反射的，用于將光向前引導(dǎo)；所述透光波導(dǎo)和所述法拉第籠的所述固體部分在形狀上互補(bǔ)，以用于發(fā)射的光聚焦；所述法拉第籠的透光前部包括網(wǎng)狀的金屬元件或透光的導(dǎo)電涂層，所述光源被配置為使得來(lái)自燈泡中的等離子體的光能夠通過(guò)透光波導(dǎo)，并且從其經(jīng)由透光波導(dǎo)的平坦的前表面和法拉第籠的前部直接通過(guò)，或者在所述透光波導(dǎo)的彎曲的后表面和/或法拉第籠的反射的固體部分處反射之后，從其經(jīng)由透光波導(dǎo)的平坦的前表面和法拉第籠的前部間接通過(guò)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其中：所述透光波導(dǎo)的尺寸能夠使得在場(chǎng)強(qiáng)最大的位置處利用所述燈泡空腔發(fā)生微波諧振；所述透光波導(dǎo)具有圓形截面，并且其尺寸可使得半波在其中以直徑方向延伸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中，所述燈泡空腔在所述透光波導(dǎo)的表面處開(kāi)放。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中，所述燈泡空腔是閉合的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源，其中，通過(guò)被固定到所述透光波...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：B·伯萊斯頓，A·S·尼特，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：塞拉維申有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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