[發(fā)明專利]一種低成本的微波等離子體光源諧振器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910347683.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN110148551A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈華;單家芳;劉甫坤;宦維定
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01J65/04
• 分類號(hào): H01J65/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 張果果

本發(fā)明公開了一種低成本的微波等離子體光源諧振器，耦合探針與輸入同軸線的內(nèi)導(dǎo)體連接并插入所述的空氣耦合腔內(nèi)，陶瓷諧振器的頂面、底面、前側(cè)面和后側(cè)面均采用金屬化處理并接地，在陶瓷諧振器的右側(cè)面上設(shè)置有上、下側(cè)金屬帶，上側(cè)金屬帶的上端與陶瓷諧振器頂面的金屬面連接并接地，下側(cè)金屬帶的下端與陶瓷諧振器底面的金屬面連接并接地，在陶瓷諧振器的左側(cè)面開有半圓柱形溝槽，在溝槽內(nèi)設(shè)有上下兩段不連接的金屬化處理部分，在上側(cè)金屬帶和上側(cè)金屬化處理部分之間以及下側(cè)金屬帶與下側(cè)金屬化處理部分之間分別開有深過(guò)孔。本發(fā)明減少陶瓷塊燒結(jié)時(shí)的炸裂現(xiàn)象，燒成后尺寸不易變形，精度高，提高了產(chǎn)品的成品率，大幅度地降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高效等離子體光源和微波技術(shù)的交叉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本的微波等離子體光源諧振器。

背景技術(shù)

微波等離子體光源是一種利用微波能量激勵(lì)氣體放電的無(wú)電極光源，與目前的高強(qiáng)度氣體放電光源相比，它在電弧管內(nèi)部不存在金屬電極，避免了金屬電極與玻璃密封容易漏氣的風(fēng)險(xiǎn)，以及燈泡高溫工作時(shí)，避免了電極在真空電弧管內(nèi)的蒸發(fā)而污染發(fā)光元素，從而減少了光衰減引起的光通量降低，提高了光源的壽命。此外，等離子體光源允許燈珠工作在高溫狀態(tài)，有利于發(fā)光元素的放電光譜展寬，可發(fā)出從紫外線到紅外線的全光譜點(diǎn)光源，是真正類似太陽(yáng)光譜的優(yōu)秀光源。等離子體光源具有無(wú)電極、壽命長(zhǎng)、光效高和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。

微波源驅(qū)動(dòng)等離子發(fā)光主要有四部分組成，包括直流電源、射頻/微波驅(qū)動(dòng)功率源、微波諧振器和燈泡。其中，能量在微波諧振器表面燈泡處形成較強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，激發(fā)燈泡內(nèi)氣體放電，形成高亮度的光源。目前，現(xiàn)有等離子體光源技術(shù)一般采用陶瓷諧振器和金屬同軸腔諧振器。其中陶瓷諧振器技術(shù)比較成熟，應(yīng)用最廣，在200W的微波功率下能發(fā)出20000流明以上的光通量，全光譜最高光效可達(dá)150lm/W。但較高的成本限制了等離子光源在市場(chǎng)上的進(jìn)一步推廣，尤其是現(xiàn)有技術(shù)采用的陶瓷諧振器，由于厚度和體積較大，燒結(jié)工藝?yán)щy，燒結(jié)過(guò)程中很容易發(fā)生瓷塊炸裂和尺寸變形等問(wèn)題，成品率低，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。另外，現(xiàn)有技術(shù)需要在陶瓷表面采用燒銀工藝實(shí)現(xiàn)大面積金屬化，從而形成微波諧振器。而銀為貴金屬，大量使用的銀漿和燒銀工藝也造成了成本的上升。綜上，由于陶瓷燒結(jié)和金屬化等工藝問(wèn)題，導(dǎo)致陶瓷諧振器的成本居高不下，價(jià)格貴，嚴(yán)重影響市場(chǎng)推廣。

為了降低成本，從生產(chǎn)工藝上采用各種技術(shù)來(lái)提高陶瓷燒結(jié)的成品率，比如CN204792692 U專利公布的陶瓷上打孔技術(shù)，或者改變陶瓷塊形狀。但由于諧振器設(shè)計(jì)的原因，體積和厚度過(guò)大帶來(lái)的工藝?yán)щy并未解決，而且，銀漿的使用并未減少，不能從根本上解決成本和價(jià)格較高的問(wèn)題。而且在設(shè)計(jì)上，一旦諧振器的結(jié)構(gòu)改變，無(wú)論尺寸和材料等微小改變，均會(huì)引起等離子體光源諧振器諧振頻率的變化，導(dǎo)致不能發(fā)光或者光效降低。因此，由于可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中，業(yè)內(nèi)市場(chǎng)上LEP光源中的諧振器結(jié)構(gòu)一直沒(méi)有變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種低成本的微波等離子體光源諧振器。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種低成本的微波等離子體光源諧振器，包括有輸入同軸線、耦合探針、空氣耦合腔和陶瓷諧振器，所述的耦合探針為細(xì)長(zhǎng)金屬棒，耦合探針與輸入同軸線的內(nèi)導(dǎo)體連接并插入所述的空氣耦合腔內(nèi)，所述的陶瓷諧振器為長(zhǎng)條形長(zhǎng)方體瓷塊，陶瓷諧振器的頂面、底面、前側(cè)面和后側(cè)面均采用金屬化處理并接地，在陶瓷諧振器的右側(cè)面上設(shè)置有上、下側(cè)金屬帶，上側(cè)金屬帶的上端與陶瓷諧振器頂面的金屬面連接并接地，下側(cè)金屬帶的下端與陶瓷諧振器底面的金屬面連接并接地，在陶瓷諧振器的左側(cè)面開有半圓柱形溝槽，在溝槽內(nèi)設(shè)有上下兩段不連接的金屬化處理部分，在上側(cè)金屬帶和上側(cè)金屬化處理部分之間以及下側(cè)金屬帶與下側(cè)金屬化處理部分之間分別開有深過(guò)孔，在兩個(gè)深過(guò)孔的內(nèi)壁均作導(dǎo)電金屬化處理，所述的陶瓷諧振器的右側(cè)面與空氣耦合腔的左側(cè)面接觸并固定連接。

所述的上、下側(cè)金屬帶的寬度均小于陶瓷諧振器右側(cè)面寬度的60%。