本實用新型涉及一種離子體光源領域，尤其涉及一種微波等離子體光源。

背景技術：

等離子體是物質繼固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之后的第四態(tài)物質；等離子體是一種高溫、可導電、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；具有廣泛的應用前景，和半導體光源LED一起被譽為第四代光源。近年來，業(yè)界利用微波感生等離子體(MIP---Microwave induce plasma)技術進行光源的研究并涌現(xiàn)出了一些產(chǎn)品和應用；但是，相關的產(chǎn)品存在結構復雜、成本高、運行不穩(wěn)定等問題。

技術實現(xiàn)要素：

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

一種微波等離子體光源，包括：

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

微波幅度/相位調整裝置：用于鏈路中射頻信號的幅度和相位調整，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物理量，根據(jù)一定的算法自適應的調整可編程頻率源、幅度/相位調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)定運行，同時能檢測系統(tǒng)故障并實施保護，分別控制鏈接可編程頻率源、微波幅度/相位調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)可在一定范圍內平滑無極調整；選用固態(tài)微波功率放大器實現(xiàn)RF大功率信號的產(chǎn)生和放大，無源諧振腔聚能；發(fā)光單元具有無極和點光源的特點；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 矩形諧振腔工作機理。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的微波等離子體光源做詳細說明。

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信號并輸入到微波幅度/相位調整裝置；光源的信源頻率應該選用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整(控制)范圍（50MHz）以滿足因為不同因素（溫度變化、加工精度、介質純凈度、...)造成的諧振頻率的變化時，嵌入式控制單元可以自適應調整以保證系統(tǒng)正常工作。

微波幅度/相位調整裝置2：是鏈路中射頻信號的幅度和相位調整裝置，幅度調整應具有≥40dB的動態(tài)范圍，步長≤0.5dB；相位調整應具備≥90℃的動態(tài)范圍，步長≤1℃。幅度/相位調整裝置和嵌入式控制單元一起完成控制到達發(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電離、發(fā)光。

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

發(fā)光單元4：發(fā)光單元由燈珠和諧振腔體構成；燈珠是由石英材料構成的直徑約為20mm左右密封的空腔，腔內填充有氬、氪和金屬鹵化物。燈珠腔內為負壓并能承受較高的溫度，腔內的填充物地配比可以根據(jù)應用場景的不同進行調整，如應用于植物照明、場館照明和廣場照明等等。選用陶瓷材料作為介質、對陶瓷材料表面進行金屬化后即形成諧振腔體.諧振腔體的形狀可以為多種形式,本發(fā)明采用矩形諧振腔體；如圖2，燈珠安裝在諧振腔體的中心部位以利于射頻能量的最大利用。

射頻功率放大器（RFPA）與諧振腔之間使用同軸電纜連接，采用探針耦合的方式傳遞射頻能量，可以通過調整探針的長度方便的調整耦合度。

嵌入式控制單元5：嵌入式控制單元通過檢測電源、RFPA單元中的相關物理量，根據(jù)一定的算法自適應的調整可編程頻率源（1）、幅度/相位調整單元的頻率（F）及幅度（A）和相位（Φ）參量使光源系統(tǒng)快速起輝、并能穩(wěn)定運行，同時能檢測系統(tǒng)故障并實施保護。

電源6：供電單元。

本實施例可實現(xiàn)200W的微波等離子體光源。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。