[实用新型]微波等离子体光源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种离子体光源领域，尤其涉及一种微波等离子体光源。

背景技术

等离子体是物质继固态、液态和气态之后的第四态物质；等离子体是一种高温、可导电、电离了的气体。太阳及其他恒星均为等离子体光源；所以,等离子体光源是现存的最古老的照明形态，其基本原理为等离子体在高温和具有高能时从基本粒子中激发出的光辐射。

等离子体光源具有很高的显色指数，光色好，光效高；具有广泛的应用前景，和半导体光源LED一起被誉为第四代光源。近年来，业界利用微波感生等离子体(MIP---Microwave induce plasma)技术进行光源的研究并涌现出了一些产品和应用；但是，相关的产品存在结构复杂、成本高、运行不稳定等问题。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述几个问题，提供一种微波等离子体光源，可广泛应用于不同的应用场景。

一种微波等离子体光源，包括：

可编程频率源：用于生成RF信号并输入到微波幅度/相位调整装置，连接于所述的微波幅度/相位调整装置；

微波幅度/相位调整装置：用于链路中射频信号的幅度和相位调整，连接射频功率放大器；

射频功率放大器：用于系统中射频信号放大，连接发光单元及嵌入式控制单元；

发光单元：包括灯珠和谐振腔体，连接嵌入式控制单元；

嵌入式控制单元（MCU）：通过检测电源、射频功率放大器单元中的相关物理量，根据一定的算法自适应的调整可编程频率源、幅度/相位调整单元的频率及幅度和相位参量使光源系统快速起辉、并能稳定运行，同时能检测系统故障并实施保护，分别控制链接可编程频率源、微波幅度/相位调整装置及射频功率放大器；及用于供电的电源，电源分别与所述的射频功率放大器和所述的嵌入式控制单元连接。

有益效果：

所述的等离子体光源具有广谱丰富、光色和显色特性优越；亮度和功率等参数可在一定范围内平滑无极调整；选用固态微波功率放大器实现RF大功率信号的产生和放大，无源谐振腔聚能；发光单元具有无极和点光源的特点；因此，光源系统功率大、效率高、稳定可靠、寿命长。

附图说明

图1 微波等离子光源系统；

图2 矩形谐振腔工作机理。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的微波等离子体光源做详细说明。

一种微波等离子体光源，包括，可编程频率源、微波幅度/相位调整装置、射频功率放大器、发光单元、嵌入式控制单元和电源。

如图1所示，一种微波等离子体光源，包括可编程频率源1、微波幅度/相位调整装置2、射频功率放大器3、发光单元4、嵌入式控制单元（MCU）5和电源6。电源6分别连接所述的射频功率放大器3和嵌入式控制单元5；嵌入式控制单元（MCU）5分别控制连接所述的可编程频率源1、微波幅度/相位调整装置2及及射频功率放大器。所述的可编程频率源1、微波幅度/相位调整装置2、射频功率放大器3、发光单元4、嵌入式控制单元5依次连接。

可编程频率源1：是系统的信源，生成RF信号并输入到微波幅度/相位调整装置；光源的信源频率应该选用ISM（Industrial scientific medical band)频段中的合适的频率，频率源必须具备一定的精度和可调整(控制)范围（50MHz）以满足因为不同因素（温度变化、加工精度、介质纯净度、...)造成的谐振频率的变化时，嵌入式控制单元可以自适应调整以保证系统正常工作。

微波幅度/相位调整装置2：是链路中射频信号的幅度和相位调整装置，幅度调整应具有≥40dB的动态范围，步长≤0.5dB；相位调整应具备≥90℃的动态范围，步长≤1℃。幅度/相位调整装置和嵌入式控制单元一起完成控制到达发光单元的射频能量的功率和相位，保证发光单元中等离子体重复电离、发光。

射频功率放大器(RFPA)3：是系统中射频信号放大单元，一般由两级或三级放大器构成，根据系统需要的频率和输出功率决定相关器件的选型。移动通信系统的发展和普及极大的推动了LDMOS、GaN器件技术的发展，这些产品和技术可以更好的应用于微波等离子体光源系统中，RFPA是光源系统中地关键部件，其工作效率在很大程度上决定了系统的电光转换效率。