[發明專利]具有介電常數穩定的可調諧頻率電介質波導的等離子體燈

有效

• 申請號: 201080052327.3
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102714908A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: A.哈菲迪;D.奧黑爾;M.德文岑蒂斯
• 申請（專利權）人: 勒克西姆公司
• 主分類號: H05B41/24
• 分類號: H05B41/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;李家麟

相關申請

本申請主張根據35U.S.C.119(e)的于2009年12月18日提交的序列號為61/288,233的美國臨時專利申請和于2010年10月21日提交的序列號為61/405,540的美國臨時專利申請的權益，所述申請通過引用結合于此。

技術領域

本領域涉及用于生成光的系統和方法，并且更具體地涉及無電極等離子體燈。

背景技術

無電極等離子體燈可以用于提供明亮的白色光源。由于不使用電極，它們可以具有比其它燈更長的使用壽命。在許多應用中，期望獲得能夠具有高的光收集效率的燈。收集效率可以表達為從源可以被收集到給定聚光件（Etendue）中的光與由該源發射的全部光相比的百分比。高收集效率意味著由燈消耗的功率的大部分是朝向光需要被遞送到的位置遞送所述光。在微波激勵無電極等離子體燈中，對高收集效率的需求提高，這是因為通過將DC功率轉換到RF功率而引起的損耗。在許多應用中，還期望獲得具有高發光效率的燈。發光效率可以表達為每瓦燈輸入功率的流明輸出。

發明內容

描述示例方法、無電極等離子體燈和系統。在一個示例實施例中，無電極等離子體燈包含：射頻(RF)功率源；容納填充物的燈泡，當RF功率耦合到該填充物時，該填充物形成等離子體；以及緊鄰燈泡的偶極天線。偶極天線可包含第一偶極臂以及與第一偶極臂隔開的第二偶極臂。RF功率源可以被配置成將RF功率耦合到偶極天線，使得電場形成于第一偶極臂和第二偶極臂之間。偶極天線可以被配置使得電場的一部分延伸到燈泡中并且RF功率從偶極天線耦合到等離子體。

在一個示例實施例中，描述生成光的方法。該方法可包含：提供容納填充物的燈泡，當RF功率耦合到填充物時，該填充物形成等離子體；以及提供緊鄰燈泡的偶極天線，該偶極天線包含第一偶極臂以及與第一偶極臂隔開的第二偶極臂。RF功率可以耦合到偶極天線，使得電場形成于第一偶極臂和第二偶極臂之間，并且RF功率從偶極天線耦合到等離子體。

一些示例實施例提供用于增大從諸如使用固態電介質燈主體的等離子體燈的無電極等離子體燈可收集到給定聚光件中的光的數量的系統和方法。最大(或者基本上最大)電場可以故意地轉移離開中心到達用作燈主體的電介質結構的側邊（side）(或者緊鄰側邊)。無電極燈的燈泡可以維持在主體的該側邊(或者緊鄰該側邊)，從而與偏移的電場最大值一致。在示例實施例中，燈泡的一部分是在主體內部，并且燈泡的其余部分以使得整個(或者基本上整個)等離子體電弧對于外部半空間是可見的這種方式從該側邊凸出。

在一些示例實施例中，電場基本上平行于燈泡的長度和/或在燈泡中形成的等離子體電弧的長度。在一些示例實施例中，燈泡長度和/或電弧長度的40%至100%(或者其中包含的任何范圍)從燈外部是可見的并且在收集光學元件的視線中。在一些示例實施例中，從收集光學元件收集的流明為由燈泡輸出的全部流明的20%至50%(或者其中包含的任何范圍)或更多。

在一些示例中，燈泡的定向允許使用更厚的燈泡壁，同時允許光高效地傳輸離開燈泡。在一個示例中，燈的側壁的厚度是在大約2mm至10mm的范圍或其中包含的任何范圍。在一些示例中，更厚的壁允許使用更高的功率而不損壞燈泡壁。在一個示例中，大于150瓦的功率可以用于驅動燈主體。在一個示例中，對于大約3mm至5mm的燈泡壁厚度，在150瓦或更大的功率使用惰性氣體、金屬鹵化物和汞的填充物。

在一些示例中，反射器或反射表面被提供在細長燈泡的一個側邊上。在一些示例中，反射器可以是鏡面反射器。在一些實施例中，反射器可以由薄膜多層電介質涂層提供。在一些示例中，燈泡的另一側邊暴露到燈的外部。在一些實施例中，大量的光傳輸通過露出的側邊而沒有內反射，并且大量的光從另一側邊反射并且僅僅一次內反射地而反射離開露出的側邊。在示例實施例中，具有最小數目(例如一次內反射或無內反射)的光包含大部分的來自燈泡的光輸出。在一些實施例中，來自燈泡的總光輸出是在大約5000至20000流明的范圍或其中包含的任何范圍內。