灯(1)包括微波能量的振荡器和放大器源(2)，它们通常工作在2.45或5.8GHz或ISM频带内的其他频率。该源将微波经由匹配电路(3)传送到天线(4)，天线(4)延伸到在透光波导(6)中的凹腔(5)内。透光波导是石英的，并且具有容纳灯泡(8)的中央空腔(7)。灯泡是石英的密封管(9)，并且包含惰性气体和微波可激励材料的填充物，微波可激励材料在被微波激励时辐射可见光。灯泡具有在从中央空腔延伸的在杆状孔(11)中容纳的杆状部(10)。波导是透明的，并且来自灯泡的光可以受任何反射表面的影响而在任何方向离开它。微波不能离开波导，波导在其表面被法拉第笼限制。通常，这包括：在波导的前表面上的ITO涂层(12)；在后表面上的光反射涂层(10)，光反射涂层(10)通常是银的并且具有一氧化硅涂层(13)；以及，金属丝网(14)，它接触ITO和光反射涂层，并且接地，金属丝网围绕在前后表面之间的波导的侧面延伸。光可以通过金属丝网以用于收集和使用。
【技术实现步骤摘要】
光源本申请是专利技术名称为“具有固体介质波导的微波光源”、申请日为2011年5月16日、申请号为200880131995.8的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种由微波驱动的灯的光源。
技术介绍
在灯泡中激励放电以产生光是已知的。典型的示例是钠放电灯和荧光管灯。后者使用产生紫外线辐射的汞蒸气。继而，这激励荧光粉产生可见光。在消耗每瓦电所发射的光的流明方面，这样的灯比钨丝灯更有效。然而，它们仍然具有在灯内需要有电极的缺点。因为它们承载放电所需要的电流，所以它们变差并且最终失效。我们已经开发了无电极灯泡灯，如在我们的关于灯的专利申请No.PCT/GB2006/002018(我们的“’2018灯”)、关于灯的灯泡的专利申请PCT/GB2005/005080和关于用于微波驱动的灯的匹配电路的专利申请PCT/GB2007/001935中所示。它们都涉及通过使用微波能量在灯泡中激励发光等离子体的无电极的灯。包括使用空气波来将微波能量耦合到灯泡内的较早建议已经被提出，例如FusionLightingCorporation在他们的美国专利No.5,334,913中提出的。如果使用空气波导，则灯体积较大，因为波导的物理尺寸是在空气中的微波的波长的一部分。这对于例如路灯不是问题，但是使得这种类型的灯不适合于许多应用。因为这个原因，所以我们的’2018灯使用介质波导，其相当大地减小了在工作频率2.4GHz的波长。这种灯适合于用在诸如背投电视机的家用电器中。大约8年前，我们在微波激励光行业中的股东以顾问协议雇用了LuximInc(“Luxim”)的创始人。在2000年7月31日，Luxim提交了美国临时专利申请No60/222,028，其后，经过适当的过程被授予美国专利No6,737,809(“Luxim专利”)。其摘要如下：“一种介质波导集成等离子体灯(DWIPL)，具有主体，该主体主要由至少一种介质材料构成，该至少一种介质材料具有大约大于2的介电常数，并且具有当适当频率的微波能量耦合到主体内时使得主体在至少一个谐振模式中谐振的形状和尺寸。位于该主体内的空腔中的灯泡包含填充气体，该填充气体当从谐振的主体接收能量时形成发光等离子体。”我们相信，这是用于将微波能量耦合到无电极灯泡中的固体介质波导的第一个公开。那时，注意力集中在通过使用固体介质能够实现的在尺寸上的显著减小。我们本身涉及该项目是在陶瓷领域中。所选择的陶瓷是氧化铝。我们的美国专利No6,666,739在日期上早于上述的顾问协议。它的摘要如下：“灯由中空管状主体构成，该中空管状主体具有闭合端和开放端。该主体是烧结的陶瓷材料。在开放端上密封有窗口，该窗口和主体被一层玻璃料结合。该窗口是蓝宝石的。在该主体内密封有惰性气体和可激励材料的微粒装料。在使用中，将灯进行RF电磁辐射，以将灯加热到1000℃，使得它经由蓝宝石发射可见光”。不仅氧化铝在使用形式上是不透明的，而且波导也被镀银以为波导内的谐振电场提供边界条件。在Luxim专利中，提出了应当经由蓝宝石窗口来发射光。自上述合作以来，我们未了解到任何建议来这样使用固体介质波导，即该固体介质波导不使用独立的灯泡(该灯泡通常是石英的)以将微波可激励材料封闭在不透明波导(该波导通常是氧化铝的)的凹陷中，或封闭在靠近不透明波导的凹陷并且封闭微波可激励材料的透明窗口的集成装置中，。为了追求我们的微波激励光技术上的改进，AndrewNeate专利技术了以另一种方式将灯泡和波导合并到单个部件内。因此，我们在2007年11月16日提交了我们的专利申请No0722548.5，其在此被称为我们的第一LER(发光谐振器)专利申请。它描述了由微波源驱动的灯的可见光源，该微波源具有：●外壳，其对于可见光是透明的，并且对于微波是不透明的，并且在微波激励时谐振，●填充材料，其能够被微波能量激励以形成发射可见光的等离子体，以及●在外壳内的天线，其被定位以用于在外壳内形成微波谐振的等离子体诱导激励，该天线具有延伸到外壳之外的连接器，用于耦接到微波源。我们的第一LER首先被设想为具有较大的外壳，该外壳具有较薄的壁和在包含填充物的封闭空间中的天线，在我们的第一LER的开发中，开发了我们的第二LER，其中，封闭的空间较小，并且天线位于外壳的材料内。因此，我们在2008年5月23日提交了我们的专利申请No0809471.6，其在此被称为我们的第二LER(发光谐振器)专利申请。它描述了要被微波能量驱动的可见光源，该光源具有：●固体等离子体容器，其材料是透明或不透明的，以便光从其透出，等离子体容器在其中具有密封的空间，●围绕等离子体容器的法拉第笼，该笼子至少部分地透光，以便光从等离子体容器透出，同时对于微波是封闭的，●在能够被微波能量激励的材料的空间中的填充物，以在其中形成发光等离子体，以及●天线，其被布置在该等离子体容器内，用于向填充物发射诱发等离子体的微波能量，该天线具有：●连接器，其延伸到等离子体容器之外，以耦接到微波能量源；该布置使得来自在空间中的等离子体的光可以通过等离子体容器，并且经由所述笼从等离子体容器辐射出去。我们现在进一步改进了LER和相关的技术，并且，AndrewNeate和BarriePreston联合地建立了本专利技术，本专利技术使用我们的’2018灯泡提供了LER在灯中的优点。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种光源，包括：●固体介质材料的透光波导，其具有●至少部分地透光的法拉第笼，其围绕该波导，●在波导和法拉第笼内的灯泡空腔，以及●在波导和法拉第笼内的天线凹腔，以及●灯泡，其具有微波可激励的填充物，该灯泡被容纳在灯泡空腔中；其中●法拉第笼包括：●固体部分，跨越透光波导的背部延伸直到透光波导的横断范围；以及●夹具，其将该固体部分和波导夹在一起，并且将固体部分连接到法拉第笼的透光的前部；●固体部分是反射的，用于将光向前引导；●所述透光波导和所述波导的所述固体部分在形状上互补，以用于发射的光聚焦；●所述法拉第笼的透光前部包括网状的金属元件或透光的导电涂层。在本说明书中使用的：“透光”表示材料是透明或半透明的，被描述为透光的部件由该材料形成。使用这种光源的灯相对于专利’809的灯具有优点在于：可以收集和利用从灯泡横向地辐射的光以及轴向光。在’809专利中，仅可利用来自灯泡一端的轴向光。通常，确定波导的尺寸以使得为了填充物的最佳激励在最大场处利用空腔发生微波谐振。在优选实施例中，波导具有圆形截面，并且其尺寸可使得半波在其中以直径方向延伸。优选的是，灯泡的包层和透光的波导的材料相同。象在’809专利中那样，取决于波导的表面，灯泡空腔可以是敞开的。然而，我们推荐将灯泡置于波导更深处。这两方面可通过下述方式来实现：1.向波导内设置孔超过其深度一半，将灯泡插入孔内，并且使用插塞来封闭孔，插塞的材料与波导相同。虽然不是必须的，但是有可能的，将插塞封闭到波导，优选的是，通过局部融合点来方便地将插塞固定到波导；2.将波导提供为两半，该两半当闭合在一起时提供灯泡空腔。两个半部分既不必是相等的也不必是对称的同样的，两个半部分可点融合在一起。在坩埚(crucible)和插塞是玻璃材料时，根据情况，可以将插塞和坩埚或后者的两半通过在梯阶和/或埋头孔(counter-bore)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光源，包括：●固体介质材料的透光波导，其具有：●至少部分地透光的法拉第笼，其围绕所述波导，●在所述波导和所述法拉第笼内的灯泡空腔，以及●在所述波导和所述法拉第笼内的天线凹腔，以及●灯泡，其具有微波可激励的填充物，所述灯泡被容纳在所述灯泡空腔中；其中●法拉第笼包括：●固体部分，跨越透光波导的背部延伸直到透光波导的横断范围；以及●夹具，其将该固体部分和波导夹在一起，并且将固体部分连接到法拉第笼的透光的前部；●固体部分是反射的，用于将光向前引导；●所述透光波导和所述波导的所述固体部分在形状上互补，以用于发射的光聚焦；●所述法拉第笼的透光前部包括网状的金属元件或透光的导电涂层。
【技术特征摘要】
1.一种光源，包括：固体介质材料的透光波导，其具有:在所述透光波导内的灯泡空腔，平坦的发光前表面，弯曲的后表面，在其光焦点处具有所述灯泡空腔，以及在所述透光波导内的天线凹腔；灯泡，其具有微波可激励的填充物，所述灯泡被容纳在所述灯泡空腔中；以及至少部分地透光的法拉第笼，其围绕所述透光波导；其中：法拉第笼包括：透光前部，位于透光波导的平坦的发光表面处，固体部分，跨越透光波导的弯曲的后表面延伸直到透光波导的横断范围；以及夹具，其将该固体部分和所述透光波导夹在一起，并且将固体部分连接到法拉第笼；所述法拉第笼的固体部分是反射的，用于将光向前引导；所述透光波导和所述法拉第笼的所述固体部分在形状上互补，以用于发射的光聚焦；所述法拉第笼的透光前部包括网状的金属元件或透光的导电涂层，所述光源被配置为使得来自灯泡中的等离子体的光能够通过透光波导，并且从其经由透光波导的平坦的前表面和法拉第笼的前部直接通过，或者在所述透光波导的弯曲的后表面和/或法拉第笼的反射的固体部分处反射之后，从其经由透光波导的平坦的前表面和法拉第笼的前部间接通过。2.根据权利要求1所述的光源，其中：所述透光波导的尺寸能够使得在场强最大的位置处利用所述灯泡空腔发生微波谐振；所述透光波导具有圆形截面，并且其尺寸可使得半波在其中以直径方向延伸。3.根据权利要求1或2所述的光源，其中，所述灯泡空腔在所述透光波导的表面处开放。4.根据权利要求1或2所述的光源，其中，所述灯泡空腔是闭合的。5.根据权利要求4所述的光源，其中，通过被固定到所述透光波...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·伯莱斯顿，A·S·尼特，
申请(专利权)人：塞拉维申有限公司，
类型：发明
国别省市：
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