[實(shí)用新型]微波等離子體光源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720016165.7
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN206293407U
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘栓龍;李振寶;施理
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州萊肯信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H01J65/04
• 分類號(hào): H01J65/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林瑞云,彭東梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種離子體光源領(lǐng)域，尤其涉及一種微波等離子體光源。

背景技術(shù)

等離子體是物質(zhì)繼固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之后的第四態(tài)物質(zhì)；等離子體是一種高溫、可導(dǎo)電、電離了的氣體。太陽及其他恒星均為等離子體光源；所以,等離子體光源是現(xiàn)存的最古老的照明形態(tài)，其基本原理為等離子體在高溫和具有高能時(shí)從基本粒子中激發(fā)出的光輻射。

等離子體光源具有很高的顯色指數(shù)，光色好，光效高；具有廣泛的應(yīng)用前景，和半導(dǎo)體光源LED一起被譽(yù)為第四代光源。近年來，業(yè)界利用微波感生等離子體(MIP---Microwave induce plasma)技術(shù)進(jìn)行光源的研究并涌現(xiàn)出了一些產(chǎn)品和應(yīng)用；但是，相關(guān)的產(chǎn)品存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、運(yùn)行不穩(wěn)定等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要針對上述幾個(gè)問題，提供一種微波等離子體光源，可廣泛應(yīng)用于不同的應(yīng)用場景。

一種微波等離子體光源，包括：

可編程頻率源：用于生成RF信號(hào)并輸入到微波幅度/相位調(diào)整裝置，連接于所述的微波幅度/相位調(diào)整裝置；

微波幅度/相位調(diào)整裝置：用于鏈路中射頻信號(hào)的幅度和相位調(diào)整，連接射頻功率放大器；

射頻功率放大器：用于系統(tǒng)中射頻信號(hào)放大，連接發(fā)光單元及嵌入式控制單元；

發(fā)光單元：包括燈珠和諧振腔體，連接嵌入式控制單元；

嵌入式控制單元（MCU）：通過檢測電源、射頻功率放大器單元中的相關(guān)物理量，根據(jù)一定的算法自適應(yīng)的調(diào)整可編程頻率源、幅度/相位調(diào)整單元的頻率及幅度和相位參量使光源系統(tǒng)快速起輝、并能穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)能檢測系統(tǒng)故障并實(shí)施保護(hù)，分別控制鏈接可編程頻率源、微波幅度/相位調(diào)整裝置及射頻功率放大器；及用于供電的電源，電源分別與所述的射頻功率放大器和所述的嵌入式控制單元連接。

有益效果：

所述的等離子體光源具有廣譜豐富、光色和顯色特性優(yōu)越；亮度和功率等參數(shù)可在一定范圍內(nèi)平滑無極調(diào)整；選用固態(tài)微波功率放大器實(shí)現(xiàn)RF大功率信號(hào)的產(chǎn)生和放大，無源諧振腔聚能；發(fā)光單元具有無極和點(diǎn)光源的特點(diǎn)；因此，光源系統(tǒng)功率大、效率高、穩(wěn)定可靠、壽命長。

附圖說明

圖1 微波等離子光源系統(tǒng)；

圖2 矩形諧振腔工作機(jī)理。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的微波等離子體光源做詳細(xì)說明。

一種微波等離子體光源，包括，可編程頻率源、微波幅度/相位調(diào)整裝置、射頻功率放大器、發(fā)光單元、嵌入式控制單元和電源。

如圖1所示，一種微波等離子體光源，包括可編程頻率源1、微波幅度/相位調(diào)整裝置2、射頻功率放大器3、發(fā)光單元4、嵌入式控制單元（MCU）5和電源6。電源6分別連接所述的射頻功率放大器3和嵌入式控制單元5；嵌入式控制單元（MCU）5分別控制連接所述的可編程頻率源1、微波幅度/相位調(diào)整裝置2及及射頻功率放大器。所述的可編程頻率源1、微波幅度/相位調(diào)整裝置2、射頻功率放大器3、發(fā)光單元4、嵌入式控制單元5依次連接。

可編程頻率源1：是系統(tǒng)的信源，生成RF信號(hào)并輸入到微波幅度/相位調(diào)整裝置；光源的信源頻率應(yīng)該選用ISM（Industrial scientific medical band)頻段中的合適的頻率，頻率源必須具備一定的精度和可調(diào)整(控制)范圍（50MHz）以滿足因?yàn)椴煌蛩兀囟茸兓⒓庸ぞ取⒔橘|(zhì)純凈度、...)造成的諧振頻率的變化時(shí)，嵌入式控制單元可以自適應(yīng)調(diào)整以保證系統(tǒng)正常工作。

微波幅度/相位調(diào)整裝置2：是鏈路中射頻信號(hào)的幅度和相位調(diào)整裝置，幅度調(diào)整應(yīng)具有≥40dB的動(dòng)態(tài)范圍，步長≤0.5dB；相位調(diào)整應(yīng)具備≥90℃的動(dòng)態(tài)范圍，步長≤1℃。幅度/相位調(diào)整裝置和嵌入式控制單元一起完成控制到達(dá)發(fā)光單元的射頻能量的功率和相位，保證發(fā)光單元中等離子體重復(fù)電離、發(fā)光。

射頻功率放大器(RFPA)3：是系統(tǒng)中射頻信號(hào)放大單元，一般由兩級(jí)或三級(jí)放大器構(gòu)成，根據(jù)系統(tǒng)需要的頻率和輸出功率決定相關(guān)器件的選型。移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展和普及極大的推動(dòng)了LDMOS、GaN器件技術(shù)的發(fā)展，這些產(chǎn)品和技術(shù)可以更好的應(yīng)用于微波等離子體光源系統(tǒng)中，RFPA是光源系統(tǒng)中地關(guān)鍵部件，其工作效率在很大程度上決定了系統(tǒng)的電光轉(zhuǎn)換效率。