[发明专利]微波驱动等离子体光源

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体光源。 

背景技术

在以我们的名称授权的欧洲专利No EP1307899中，请求了一种光源，该光源包括波导和灯泡，波导被构成为用于连接至能量源并且用于接收电磁能量，灯泡耦合至波导并且包含当从波导接收到电磁能量时发光的气体填充物，其特征在于： 

(a)波导包括主要包含介电材料的主体，该介电材料具有大于2的介电常数、小于0.01的损耗因数和大于200千伏/英寸的DC击穿阈值，1英寸是2.54cm， 

(b)波导的形状和大小能够以0.5~30GHz的范围内的至少一个操作频率来在波导主体内支持至少一个电场最大值， 

(c)腔体沿着波导的第一面延伸， 

(d)灯泡位于操作期间腔体中电场最大的位置处，气体填充物在接收到来自谐振波导主体的微波能量时形成发光等离子体，以及 

(e)位于波导主体内的微波进给装置适用于从能量源接收微波能量并且与波导主体紧密接触。 

在我们的欧洲专利No 2188829中，描述并请求了一种由微波能量供能的光源，该光源具有： 

·其中具有密封中空的主体， 

·围绕主体的微波密封法拉第罩， 

·法拉第罩内的主体为谐振波导， 

·在所述中空中的可由微波能量激发的材料的填充物，用于在其中形成发光等离子体，以及 

·布置在主体中的天线，用于将诱导等离子体的微波能量传输到填充物，该天线具有： 

·延伸到主体外部的连接部，用于耦合至微波能量源； 

其中： 

·所述主体为固态等离子体坩埚，其材料是透明的，用于使光从中离开，以及 

·法拉第罩至少部分透光，用于使光从该等离子体坩埚离开； 

该布置使得来自该中空中的等离子体的光能够传播通过该等离子体坩埚并且经由该罩从等离子体坩埚中辐射出去。 

我们将此称为我们的发光谐振器（Light Emitting Resonator，LER）或LER专利。其如上所述的主权利要求就其现有技术部分而言是基于首先描述的我们的EP 1307899所公开的内容的。 

在我们的公开号为No WO2010055275的欧洲专利申请No 08875663.0中，描述和请求保护了一种光源，包括： 

·固态介电材料的透明波导，具有： 

·围绕波导的至少部分透光的法拉第罩，法拉第罩适于径向透光， 

·波导和法拉第罩内的灯泡腔体， 

·波导和法拉第罩内的天线凹陷，以及 

·具有微波可激发填充物的灯泡，灯泡被容纳在灯泡腔体中。 

我们将此称为我们的蚌状壳（Clam Shell）申请，其中透明波导围绕灯泡形成蚌状壳。 

如在我们的LER专利中所使用的，我们的蚌状壳申请和本说明书中： 

·“微波”不旨在指精确的频率范围。我们使用“微波”来指从大约300MHz至大约300GHz的三个量级的范围； 

·“透明”是指构成被描述为透明的物品的材料是透明的或半透明的； 

·“等离子体坩埚”是指包封等离子体的封闭体，当中空中的填充物由来自天线的微波能量激发时，该等离子体位于中空中。 

·“法拉第罩”是指电磁辐射、即微波、频率的导电外壳，在操作中至少基本不透过电磁波。 

我们近来在Nigel Brooks的案件编号为No 3133和3134申请日为2011年6月30日的专利申请中公开了LER改进。改进涉及将透明管整合在固态主体中的孔内，管与主体集成并且其中形成有中空。为了打消本改进使用了这两个申请的改进的疑虑，我们定义如下： 

LER专利、蚌状壳申请和以上的LER改进申请的共同点在于以下方 面： 

微波等离子体光源，具有： 

·法拉第罩： 

·限定波导， 

·至少部分透明，并且通常对于从其发出的光至少是部分透射的，以及 

·通常具有不透明的壳； 

·作为法拉第罩内的波导的、固态介电透明材料的主体； 

·波导中的密封中空，包含微波可激发材料；以及 

·用于将等离子体激发微波引入波导中的装置； 

该布置使得在中空中建立确定频率的等离子体的微波的引入并且经由法拉第罩发光。