高亮度微波灯制造技术

无电极微波放电灯包括微波能量源；微波腔体（３），设置成从能量源向微波腔体（３）发射微波能量的结构（２５）；设置在微波腔体（３）内的灯泡（９ａ），当它被微波能量激发时发射光；以及电介质材料（２４），它以足够的数量填充在微波腔体（３）内从而减少腔体此次以支持所需的共振模式。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波放电灯。本专利技术特别涉及微波腔体内具有反射材料的灯。本专利技术还涉及密封的微波灯系统。
技术介绍
微波放电灯是本领域内众所周知的。在操作中，磁控管或其他微波能量源经波导向微波腔体发射微波能量。包含填料的无电极灯泡设置在微波腔体内。微波能量耦合至填料，当被激发时填料发射光线。授予Ury等人的题为“在微波腔体内具有非传导反射器的微波供电的灯”的第5,334,913号美国专利中揭示了一种微波放电灯，在微波腔内包括反射器。该内部反射器一般用作外部反射器的延续以传导光输出。附图说明图1是在市场中有售的，美国Fusion Liqhting，Inc.，Rockville，Mary Land生产的标准光驱动1000微波放电灯的示意图。磁控管和波导与电源供给和控制电路一起装在外壳1中。把微波能量耦合到由屏幕4所限定的微波腔体3，该屏幕具有坚实部分5和网格部分7，把灯泡9设置在微波腔体3中。在微波腔体3周围，把外部反射器安装到外壳1。灯泡填料一般是硫或硒填料，例如正如在第5,404,076号美国专利中所描述的。正如在第5,841,233号美国专利中详细描述的，在微波腔体3的内部安装了一台分光镜。正如图2所示，分光镜13是被安装在屏幕4的坚实部分5与网格部分7之间的接合处。分光镜13与外部反射器11一起被用来把光从灯泡9传出。灯泡9一般是位于外部反射器11的焦点上。图3是一微波灯的示意截面图，该微波灯具有设置城微波腔体内表面上的反射镀膜层，正如在第5,903,091号美国专利中所揭示的。把反射膜层15设置在金属外壳17内表面上，这个外壳被配置成共振微波腔体。没有镀膜层的灯泡19也被设置在外壳17之内。该外壳限定了孔径21，这孔径由一屏幕或网格23所覆盖。把微波能量通过耦合条板传给微波腔体。该能量被耦合到在灯泡19中的填料，当它受激时发射出光。光主要通过孔径21射出外壳17。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种利用在微波腔体内侧的光反射材料的微波放电灯，具体地说，本专利技术的一个目的是要提供能有效地耦合到外部光学部件的高功率孔径灯。本专利技术的另一目的是要提供一密封的微波放电灯系统。根据本专利技术的一个方面，无电极微波放电灯包括微波能量源，微波腔体，一配置成要把微波能量源传输到微波腔体的耦合结构，设置在微波腔体内的灯泡，该灯泡包括激发形成的填料，当它受微波能量而激发时就发射出光，以及设置在微波腔体内并与灯泡分开的反射器，在这里，该反射器限定了一个反射腔体，而其中的反射腔内侧面积显著地小于微波腔体的内侧面积。在大多数的例子中，至少反射器的一部分与微波腔体隔开一个壁。在某些例子中，限定发射光的孔径的反射器的一部分，从靠近灯泡外表面的位置延伸到微波腔体的光透射端部分。例如，反射器的内径稍大于灯泡的外径。反射器可能包括反射材料的中空圆柱体，这圆柱体在两个末端都是开口的，而灯泡适于把光反射进这中空圆柱体。另一种方法，反射器包括反射材料的中空圆柱体，而这个圆柱体在一个末端是开口的，在另一个末端则是基本上被封闭的，其中的开口端限定了发射光的孔径。把灯泡按到一根柄上，则基本上封闭着的末端包括适于接受该柄的一个开口。可能会把封闭着的末端从体球隔开或可能会把它靠近到灯泡。在某些例子中，把灯泡做成圆灯泡形状，而把封闭的末端做成半球的形状并靠近到灯泡。封闭末端可能比圆柱体的壁相对地较厚，以加速从灯泡的热转移。较佳的是，反射器是用非导体的和高反射材料制成。例如，这材料包括石英或氧化铝或它们的组合物。在某些例子中，微波腔体是用具有坚实壁的中空金属圆柱体来限定的，除了一个孔径外，它的一端是开口的，而另一端是封闭的，而其中反射器的外径与微波腔体孔径是紧密匹配的，在另一些例子中，微波腔体是由具有坚实壁的中空金属所限定的，它的两个末端都是开口的，而其中的反射器包括反射材料的中空圆柱体，它的一个末端是开口的，而另一末端基本上是封闭的，其中，反射器的一个开口端限定了发射光的孔径，以及其中，反射圆柱体的外径与金属圆柱体的内径紧密地匹配。限定微波腔体的金属圆柱体在结构上要坚固，这对阻止变形是有利的。反射器的封闭着的末端包括一单独的反射盘，在大多数的例子中，反射圆柱体的封闭末端与微波腔体的壁是分开的，也可以是靠近灯泡的。较佳的是，微波腔体基本上要在没有环境污染的情况下密封起来。例如，如果微波腔体由具有坚实壁的中空金属圆柱体所限定，该圆柱体在发射光的孔径区域的一个末端包括一个开口，则该开口可用石英板来覆盖。在某些例子中，石英板包括设置在其上的或嵌入其中的一张导电网格。根据本专利技术的另一方面，无电极灯包括共振腔，设置在共振腔中的灯泡，该灯泡包含激发形成的填料，与填料耦合的能量源，和在共振腔中具有介电常数大于空气介电常数的介电材料，该介电材料填充了足够数量的腔体，以要求腔体在尺寸上的减小来支持一个所想要的共振模式。较佳的是，该介电材料呈现出高反射率和高热导率中的至少一个。还有较佳的是，介电材料的介电常数至少为2。更为较佳的是，介电材料呈现的介电常数至少为4。例如，该介电材料可包括氮化硼。较佳的是，该介电材料占据了微波腔体的基本部分。例如，在灯包括用于把能量传输进共振腔的耦合槽的情况中，该填料基本上占有了在耦合槽和灯泡间的共振腔的整个部分。如果灯泡是圆球形的，该介电材料可由围绕在灯泡的半球凹口来限定。该介电材料可以支承该灯泡，或者，如果把灯泡附接到转柄，则该介电材料可以限定一适于接受该转柄的开口。本专利技术上面的目的，特点，和优点是独自和组合获得的。除非在明确地详述，否则本专利技术就不应被解释为需要在此描述的二个或更多的特性。附图简述本专利技术前面的其它目的，特性，和优点将从下面示于附图中较佳例子更为详细的描述中得以明白，在这些附图中相同的参考数字，一般都始终涉及到相同的部件。不需要对附图标出尺寸，代之以用侧重点来图解说明本专利技术的原理。图1是具有外部反射器的常规微波放电灯的的示意图。图2是具有在微波腔体内安装分光镜的微波腔体的断片的透视图。图3是具有设置在微波腔体内表面反射镀层膜的微波灯的截面示意图。图4是根据本专利技术的一个方面具有装载着介电的微波腔体的第一个微波放电灯的局部截面示意图。图5是根据本专利技术的一个方面，具有装载着介电微波腔体的第二个微波放电灯的局部截面示意图。图6是根据本专利技术的一个方面，具有装载着介电微波腔体的第三个微波放电灯的断片示意图。图7是对第三例的第一个可选择的发射器结构的断片截面图。图8是对第三例的第二个可选择的发射器结构的断片截面图。图9是对第三例的第三个可选择的发射器结构的断片截面图。图10是对第三例的第四个可选择的发射器结构的断片截面图。图11是根据本专利技术的第四个微波放电灯的透视图。图12是根据第四例的灯的示意图。图13是根据第四例的灯的局部截面示意14是对第四例的第一个可选择的发射器结构的截面示意图。图15是对第四例的第二个可选择的发射器结构的截面示意图。图16是对第四例的第三个可选择的发射器结构的截面示意图。图17是对第四例的第三个可选择的发射器结构的截面示意图。图18是光强度对测量角度的极坐标图。图19是根据本专利技术的微波发射孔径灯的炮谱分布与常规微波放电灯的比较图。图20是根据本专利技术的第五例微波放电灯的截面示意图。图21是在图20中的区域2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电极微波放电灯，其特征在于包括：微波能量源；微波腔体；设置为使微波能量从所述能量源向微波腔体发射的耦合结构；设置在微波腔体之内的灯泡，该灯泡包括构成放电形成填料，当被微波能量激发时填料发射光；以及设置在微波腔体之内 并与灯泡分开的反射器，该反射器限定一包容在其提及内的灯泡和光发射孔径的反射腔体，反射腔的内表面面积明显小于微波腔体的内侧表面面积。

【技术特征摘要】
US 1999-5-12 60/133,885;US 2000-1-21 60/177,2711.一种无电极微波放电灯，其特征在于包括微波能量源；微波腔体；设置为使微波能量从所述能量源向微波腔体发射的耦合结构；设置在微波腔体之内的灯泡，该灯泡包括构成放电形成填料，当被微波能量激发时填料发射光；以及设置在微波腔体之内并与灯泡分开的反射器，该反射器限定一包容在其提及内的灯泡和光发射孔径的反射腔体，反射腔的内表面面积明显小于微波腔体的内侧表面面积。2.如权利要求1所述的无电极灯，其特征在于反射器至少一部分与微波腔体的壁隔开。3.如权利要求1所述的无电极灯，其特征在于限定光发射孔径的反射器部分从紧隔灯泡外表面的一个位置延伸到微波腔体的光透射端部。4.如权利要求3所述的无电极灯，其特征在于反射器内径比灯泡外径稍为大一点。5.如权利要求4所述的无电极灯，其特征在于该反射器包括反射材料的中空圆柱体，圆柱体两端开口并且灯泡适于使光线反射入中空圆柱体。6.如权利要求3所述的无电极灯，其特征在于该反射器包括反射材料的中空圆柱体，圆柱体一端开口而另一端基本上封闭，开口端限定了光发射孔径。7.如权利要求6所述的无电极灯，其特征在于该灯泡固定在转柄并且基本封闭的端包括适于容纳转柄的开口。8.如权利要求6所述的无电极灯，其特征在于封闭端与该灯泡隔开一段距离。9.如权利要求6所述的无电极灯，其特征在于封闭端紧隔灯泡。10.如权利要求6所述的无电极灯，其特征在于灯泡为圆球状并且封闭端为半球状且紧隔灯泡。11.如权利要求6所述的无电极灯，其特征在于封闭端相对圆柱体的壁较厚以促进来自灯泡的热转移。12.如权利要求6所述的无电极灯，其特征在于反射器由非传导和高反射的材料制成。13.如权利要求12所述的无电极灯，其特征在于材料包括石英或氧化铝或它们的组合。14.如权利要求1所述的无电极灯，其特征在于微波腔体由带坚实壁的中空金属圆柱体限定，圆柱体的一端开口而另一端除了一个孔径外是封闭的，并且反射器外径适于与微波腔体孔径的直径精密配合。15.如权利要求1所述的无电极灯，其特征在于微波腔体由带坚实壁的中空金属圆柱体所限...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA柯克帕特里克，JT多兰，DA马克伦纳，BP特纳，JE辛普森，
申请(专利权)人：熔化照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]