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具有介電常數(shù)穩(wěn)定的可調(diào)諧頻率電介質(zhì)波導(dǎo)的等離子體燈的制作方法

文檔序號:8043225閱讀:180來源:國知局
專利名稱:具有介電常數(shù)穩(wěn)定的可調(diào)諧頻率電介質(zhì)波導(dǎo)的等離子體燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本領(lǐng)域涉及用于生成光的系統(tǒng)和方法,并且更具體地涉及無電極等離子體燈。
背景技術(shù)
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(yīng)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(fā)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(zhuǎn)換到RF功率而引起的損耗。在許多應(yīng)用中,還期望獲得具有高發(fā)光效率的燈。發(fā)光效率可以表達為每瓦燈輸入功率的流明輸出。

發(fā)明內(nèi)容
描述示例方法、無電極等離子體燈和系統(tǒng)。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(dāng)RF功率耦合到該填充物吋,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(dāng)RF功率耦合到填充物吋,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(tài)電介質(zhì)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(shù)量的系統(tǒng)和方法。最大(或者基本上最大)電場可以故意地轉(zhuǎn)移離開中心到達用作燈主體的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的側(cè)邊(side)(或者緊鄰側(cè)邊)。無電極燈的燈泡可以維持在主體的該側(cè)邊(或者緊鄰該側(cè)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(nèi)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(cè)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(xué)元件的視線中。在一些示例實施例中,從收集光學(xué)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(cè)壁的厚度是在大約2mm至10_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(qū)動燈主體。在一個示例中,對于大約3_至5_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(cè)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(zhì)涂層提供。在一些示例中,燈泡的另ー側(cè)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(cè)邊而沒有內(nèi)反射,并且大量的光從另ー側(cè)邊反射并且僅僅一次內(nèi)反射地而反射離開露出的側(cè)邊。在示例實施例中,具有最小數(shù)目(例如一次內(nèi)反射或無內(nèi)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(nèi)。在一些示例中,在燈的諧振頻率或者在該諧振頻率附近,將功率提供給燈。在ー些示例中,諧振頻率主要由燈主體中的導(dǎo)電表面形成的諧振結(jié)構(gòu)確定,而不是主要由電介質(zhì)燈主體的形狀、尺度和相對介電常數(shù)確定。在一些示例中,諧振頻率主要由燈主體中的導(dǎo)電場集中和成形元件形成的結(jié)構(gòu)確定。在一些示例中,場集中和成形元件顯著地改變燈主體中的諧振波形偏離不存在場集中和成形元件時將在主體中諧振的波形。在一些實施例中,在不存在導(dǎo)電元件時,電場最大值將沿著燈主體的中心軸定位。在一些示例中,導(dǎo)電元件將電場最大值從燈主體的中心區(qū)域移動到毗鄰燈主體的表面(例如,前或上表面)的位置。在一些示例中,電場最大值的位置被移動了燈主體的直徑或?qū)挾鹊?0%至50%或其中包含的任何范圍。在ー些不例中,相對于不存在導(dǎo)電兀件時的電場最大值的位置,電場最大值的位置被移動了 3mm至50mm(或者其中包含的任何范圍)或更大。在一些示例中,主電場在燈泡的定向顯著不同于不存在導(dǎo)電兀件時的定向。在ー個不例中,在沒有導(dǎo)電兀件的電介質(zhì)主體中的基本諧振頻率將基本上垂直燈泡的長度而定向。在此處描述的示例實施例中,由燈主體中的導(dǎo)電元件形成的諧振結(jié)構(gòu)的基本諧振頻率導(dǎo)致基本上平行于燈泡的長度的在燈泡的電場。在一些示例中,燈泡的長度基本上平行于燈主體的前表面。在一些實施例中,燈泡可以定位于在燈主體中形成的腔體中或者可以凸出到燈主體外部。在一些示例中,燈泡定位于在燈主體的前表面中形成的凹部中。在一些示例中,燈泡的一部分低于由燈主體的前表面定義的平面并且一部分凸出到燈主體外部。在一些示例中,前表面之下的部分為沿著燈泡的長度的截面。在一些示例中,Btt鄰燈泡的前表面的部分定義沿著燈泡的長度通過燈泡的截面。在一些示例中,截面基本上沿著燈泡的長度將燈泡平分。在其它示例中,燈泡的內(nèi)部的30%至70%(或者其中包含的任何范圍)可以低于此截面并且燈泡的內(nèi)部的30%至70%(或者其中包含的任何范圍)可以高于此截面。在示例實施例中,燈主體的體積可以小于在燈主體中沒有導(dǎo)電元件時由相同電介質(zhì)燈主體獲得的體積,其中諧振頻率主要由電介質(zhì)主體的形狀、尺度和相對介電常數(shù)確定。在一些示例中,具有根據(jù)示例實施例的導(dǎo)電諧振結(jié)構(gòu)的燈的諧振頻率低于相同形狀、尺度和相對介電常數(shù)的電介質(zhì)燈主體的基本諧振頻率。在示例實施例中,據(jù)認為具有相對介電常數(shù)為10或更小的電介質(zhì)材料的使用根據(jù)示例實施例的導(dǎo)電元件的燈主體可具有這樣的體積對于小于約2. 3GHz的操作頻率,小于約3cm3 ;對于小于約2GHz的操作頻率,小于約4cm3 ;對于小于約I. 5GHz的操作頻率,小于約8cm3 ;對于小于約IGHz的操作頻率,小于約Ilcm3 ;對于小于約900MHz的操作頻率,小于約20cm3 ;對于小于約750MHz的操作頻率,小于約30cm3 ;對于小于約650MHz的操作頻率,小于約50cm3 ;以及對于小于約650MHz的操作頻率,小于約100cm3。在一個示例實施例中,在大約880MHz的操作頻率,使用大約13. 824cm3的體積。據(jù)認為即使在低于500MHz的頻率,可以使用類似的尺寸。在一些示例中,燈泡的體積可以小于燈主體的體積。在一些示例中,燈主體的體積可以為燈泡的體積的3至100倍(或者其中包含的任何范圍)。在示例實施例中,場集中和成形元件與(ー個或多個)RF饋送器分隔開,所述RF饋送器提供RF功率到燈主體。在示例實施例中,RF饋送器為線性驅(qū)動探針并且基本上平 行于在燈泡的電場的方向。在一些示例中,從RF饋送器的端部到燈泡的端部的最短距離橫過為場集中和成形元件的一部分的主體中的至少ー個金屬表面。在一些示例中,第二 RF饋送器被用于獲得來自燈主體的反饋。在一些示例中,從驅(qū)動探針的端部到反饋探針的端部的最短距離不橫貫燈主體中的導(dǎo)電材料。在一些示例中,從反饋探針的端部到燈泡的端部的最短距離橫貫為場集中和成形元件的一部分的主體中的至少ー個金屬表面。在一些示例中,用于提供功率到燈主體的RF饋送器通過第一側(cè)表面耦合到燈主體,并且用于獲得來自燈主體的反饋的RF饋送器通過相對的(opposing)側(cè)表面稱合到燈主體。在示例實施例中,燈泡定位為毗鄰燈主體的與驅(qū)動探針和反饋探針不同的表面。在一些示例實施例中,場集中和成形元件由燈主體中彼此隔開的至少兩個導(dǎo)電內(nèi)表面形成。在ー些不例中,這些導(dǎo)電表面形成偶極。在不例實施例中,第一內(nèi)表面和第二內(nèi)表面之間的最近距離是在大約Imm至15mm的范圍或其中包含的任何范圍中。在一個示例中,這些內(nèi)表面的部分分隔開大約3_。在一個示例中,內(nèi)表面與燈主體的外部前表面分隔開。燈主體的前表面可以用導(dǎo)電材料涂覆。在ー些不例實施例中,內(nèi)表面與外部前表面分隔開小于約Imm至IOmm或其中包含的任何范圍的距離。在一個示例中,內(nèi)表面與外部前表面分隔小于燈泡的外部直徑或?qū)挾鹊木嚯x。在一些示例中,此距離小于2mm至5mm或其中包含的任何范圍。在一些示例中,燈泡定位為毗鄰燈主體的未被涂敷的表面(例如,沒有導(dǎo)電涂層的部分)。在示例實施例中,功率通過毗鄰燈泡的未被涂敷的電介質(zhì)表面而從燈主體耦合到燈泡。在示例實施例中,功率通過其被耦合到燈泡的表面區(qū)域是比較小的。在一些實施例中,該表面區(qū)域是在燈泡的外表面區(qū)域的大約5%至100%的范圍或其中包含的任何范圍中。在一些不例中,表面區(qū)域小于燈泡的外表面區(qū)域的60%。在一些不例實施例中,表面區(qū)域小于200mm2。在其它示例中,表面區(qū)域小于IOOmm2, 75mm2, 50mm2或35mm2。在一些實施例中,表面區(qū)域非対稱地布置為毗鄰燈泡的ー個側(cè)邊。在一些實施例中,功率被集中在燈泡的中部,并且小的等離子體電弧長度形成,所述小的等離子體電弧長度不沖擊在燈泡的各端部上。在一些示例中,等離子體電弧長度小于燈泡的內(nèi)部長度的約20%至95%或其中包含的任何范圍。在一些示例中,等離子體電弧長度是在2mm至5mm的范圍或其中包含的任何范圍中。將理解,示例實施例的每個上述方面可以單獨地使用,或者與在上文描述的或者在下文詳細描述中的其它方面組合地使用。通過對結(jié)合此處提供的附圖來閱讀的下述描述的考慮,將會獲得對示例實施例和其它方面以及其優(yōu)點的更全面理解。在圖和說明書中,數(shù)字指示示例實施例的各種特征,在附圖和說明書二者通篇中相似數(shù)字指代相似特征。


圖I示出根據(jù)示例實施例的等離子體燈的截面示意圖,其中燈的燈泡被定向為提高可收集的光的數(shù)量;
圖IB示出用于將功率耦合到燈泡的第一示例天線配置;
圖IC示出用于將功率耦合到燈泡的第二示例天線配置; 圖ID示出根據(jù)示例實施例,使用圖IC天線配置的燈主體的天線電極和接地外部涂層之間的間隔;
圖IE為示出使用圖IC天線配置的兩個樣本燈的單位為流明每瓦(LPW)的發(fā)光效率的曲線 圖IF為示出使用圖IC天線配置的兩個樣本燈的總流明輸出的曲線 圖IG示出示例實施例,其中氧化鋁粉末裝填在燈泡周圍以及燈泡頂部的一部分上方; 圖IH示出示例實施例,其中具有孔徑的板被置于燈泡上方;
圖II和IJ示出在燈泡上具有反射涂層的示例實施例;
圖IK示出具有尾部的示例燈泡;
圖2為根據(jù)示例實施例的燈主體以及相對于燈主體的外部上表面水平地定位的燈泡的透視分解 圖3示出圖2的燈主體的另一透視分解 圖4示出圖2的燈主體的導(dǎo)電和不導(dǎo)電部分;
圖5示出在示例實施例中功率轉(zhuǎn)移到燈泡的三維電磁模擬;
圖6示出燈的示例實施例的模擬操作,其示出磁場集中在中心柱周圍;
圖7示出燈的示例實施例的模擬操作,其示出電場集中在偶極臂周圍;
圖8為圖7所示的示例電場的線圖改寫(adaptation);
圖9為稱合到圖I所示燈的示例燈驅(qū)動電路的示意 圖10A、10B、11A、11B、11C和IlD示出設(shè)計成在150MHz操作的燈的示例實施例;
圖12為根據(jù)示例實施例的示例燈和燈驅(qū)動電路的示意 圖13A、13B、13C和13D示出設(shè)計成在450MHz操作的燈的示例實施例;
圖14為根據(jù)示例實施例的示例燈驅(qū)動電路的示意 圖15示出根據(jù)示例實施例的具有遮罩的用于街道或區(qū)域照明的包含燈的燈具;
圖16A示出根據(jù)另ー示例實施例的燈主體以及相對于燈主體的外部豎直前表面豎直地定位的燈泡的透視分解圖和兩個正視 圖16B示出圖16A的燈主體的透視組裝 圖16C示出在截面A-A取得的圖16B的組裝的燈主體的截面圖;圖17A示出安裝在具有可選調(diào)諧機制的熱沉中的圖16B的組裝的燈主體的截面 圖17B為表示作為調(diào)諧機制的位置的函數(shù)的圖17B的示例燈主體的回波損耗和諧振頻率的曲線 圖18A為燈主體的前方正視圖,其示出示例偶極金屬圖案;
圖18AA為偶極金屬圖案的一部分的前方正視 圖18B為置為緊鄰圖18A的偶極金屬圖案的等離子體燈的燈泡中的等離子體電弧分布的圖示;
圖19A為燈主體的前方正視圖,其示出示例開槽設(shè)計偶極金屬圖案;
圖19B為置為緊鄰圖19A的開槽設(shè)計偶極金屬圖案的等離子體燈的燈泡中的等離子體電弧分布的圖示;
圖19C為圖19A的開槽設(shè)計偶極金屬圖案的尺度的特定示例實施例;
圖19CC為燈泡的豎直向上定向中的單個和雙等離子體電弧分布的圖示;
圖20A為燈主體的前方正視圖,其示出示例雙間隙偶極金屬圖案;
圖20B為置為緊鄰圖20A的雙間隙偶極金屬圖案的等離子體燈的燈泡中的等離子體電弧分布的圖示;
圖21A為燈主體的前方正視圖,其示出另一雙間隙偶極金屬圖案的示例;以及圖21B為置為緊鄰圖21A的雙間隙偶極金屬圖案的等離子體燈的燈泡中的雙等離子體電弧分布的圖示。
具體實施例方式盡管本發(fā)明對于各種調(diào)整和可替換構(gòu)造是開放的,但各圖所示的示例實施例將在此處予以詳細描述。然而將理解,不打算將本發(fā)明限制于所公開的具體示例形式。相反,本發(fā)明打算涵蓋落在如所附權(quán)利要求中表述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有調(diào)整、等同方案和可替換構(gòu)造。圖I為根據(jù)示例實施例的等離子體燈100的截面示意圖。等離子體燈100可具有由一種或多種固態(tài)電介質(zhì)材料形成的燈主體102以及置為毗鄰燈主體102的燈泡104。燈泡104容納填充物,該填充物能夠形成發(fā)光等離子體。燈驅(qū)動電路(例如,通過示例方式在圖9中示出的燈驅(qū)動電路106)將RF功率耦合到燈主體102中,該RF功率進而耦合到燈泡104中的填充物中以形成發(fā)光等離子體。在示例實施例中,燈主體102形成容納并且引導(dǎo)RF功率的結(jié)構(gòu)。燈泡104在等離子體燈100中被定位或定向,使得等離子體電弧108的長度通常面向燈開ロ 110 (與面向側(cè)壁112相対),從而增加從給定聚光件中的等離子體電弧108發(fā)射的可收集光的數(shù)量。由于等離子體電弧108的長度定向在所施加電場的方向上,燈主體102和耦合的RF功率被配置成提供電場114,該電場對準(zhǔn)或基本上平行于燈泡104的長度 以及燈主體102的前或上表面116。因而,在示例實施例中,等離子體電弧108的長度從燈主體102外部可以是基本上(如果不是完全地)可見的。在示例實施例中,收集光學(xué)元件118可以在燈泡104和等離子體電弧108的完整長度的視線中。在其它示例中,等離子體電弧108大約40%至100%(或者其中包含的任何范圍)對于燈100前方的收集光學(xué)元件118可以是可見的。相應(yīng)地,從燈泡104發(fā)射并且被收集光學(xué)元件118接收的光的數(shù)量可以提高。在示例實施例中,龐大數(shù)量的光可以通過燈100的前側(cè)壁從等離子體電弧108發(fā)射離開燈100而沒有任何內(nèi)部反射。如此處描述,燈主體102被配置成實現(xiàn)所需的諧振器結(jié)構(gòu),以使得能夠?qū)崿F(xiàn)同時滿足麥克斯韋方程的燈100的光發(fā)射。在圖I中,燈100示為包含燈主體102和導(dǎo)電涂層120,該燈主體包含固態(tài)電介質(zhì)主體,并且該導(dǎo)電涂層延伸到前或上表面116。燈100還示為包含偶極臂122和導(dǎo)電元件124、126 (例如,在燈主體102中鉆孔形成的金屬化柱狀孔洞)從而集中在燈主體102中存在的電場。偶極臂122因而可以定義內(nèi)部偶扱。在示例實施例中,應(yīng)用到?jīng)]有偶極臂122和導(dǎo)電元件124、126的燈主體102的諧振頻率將導(dǎo)致在固態(tài)電介質(zhì)燈主體102中心的高電場。這是基于由于燈主體的形狀、尺度和相對介電常數(shù)引起的燈主體的本征諧振頻率響應(yīng)。然而,在圖I的示例實施例中,由于偶極臂122和導(dǎo)電元件124、126的存在,燈主體102內(nèi)部的駐波形的形狀被顯著地改正,并且電場最大值被帶出到使用內(nèi)部偶極結(jié)構(gòu)的燈泡104的端部部分128、130。這導(dǎo)致基本上平行于燈泡104長度的燈100上表面116附近的電場114。在一些示例實施例中,此電場也基本上平行于驅(qū)動探針170和反饋探針172(見下面 的圖9)。燈100中的等離子體電弧108定向為使得它向燈出口孔徑或開ロ 110呈現(xiàn)長側(cè)邊的事實可提供若干優(yōu)點。相對于等離子體電弧108的“面向端部”定向的基本物理差異在于,許多的光可以離開燈100而不遭受在燈主體102中的多次反射。因此,與在具有面向端部定向的燈中可以使用的漫反射器相比,鏡面反射器可以表現(xiàn)出在光收集性能方面的顯著提升。可以在ー些實施例中使用的鏡面反射器幾何結(jié)構(gòu)的示例實施例為拋物線反射器,該拋物線反射器定位為使得等離子體電弧位于反射器的焦線。另ー優(yōu)點可以在于燈泡104的側(cè)壁可以比較厚,而不過度地抑制光收集性能。再次地,這是由于等離子體電弧108相對于燈開ロ 110的幾何結(jié)構(gòu)使得大多數(shù)的從等離子體電弧108發(fā)出的光將以更接近法向的角度橫貫更厚壁并且將僅僅一次或兩次(或者至少減少的次數(shù))橫貫它們。在示例實施例中,燈泡104的側(cè)壁可具有在大約Imm至IOmm的范圍或其中包含的任何范圍中的厚度。在一個示例中,可以使用大于燈泡的內(nèi)部直徑或?qū)挾鹊谋诤穸?例如,在一些示例中2_至4mm)。更厚壁可允許更高功率被稱合到燈泡104而不損壞燈泡104的壁。這僅僅是示例并且其它實施例可以使用其它燈泡。將理解燈泡104不局限于圓柱狀形狀并且可具有多于ー個側(cè)壁。在圖I中,偶極臂122從燈泡104的中心部分沿相反方向向外朝向燈泡的端部128和130延伸。在中心部分中,偶極臂122彼此接近地隔開并且彼此平行地向下延伸到導(dǎo)電元件124和126。在中心部分中,偶極臂122可以隔開2mm至10mm,或者在一些實施例中隔開2mm至5_。在具體示例中,偶極臂122在中心區(qū)域中_開3_。這些接近地_開的偶極臂122提供電容并且在燈泡104附近集中高電場。臂延伸到端部部分140,其沿著燈泡104的長度擴展電場。中心導(dǎo)體和延伸臂形成偶極天線結(jié)構(gòu),并且功率從偶極天線被近場耦合到燈泡。導(dǎo)電涂層120幫助防止遠場輻射和電磁干擾,如下文進ー步描述。盡管偶極臂122的中心導(dǎo)體提供燈主體中的電容,導(dǎo)電元件124和126提供電感并且趨于集中磁場。在一些實施例中,偶極臂122以及導(dǎo)電元件124和126形成諧振結(jié)構(gòu)。探針可以用于提供RF功率到電介質(zhì)燈主體,該電介質(zhì)燈主體由諧振結(jié)構(gòu)容納并且通過偶極天線耦合到燈泡104中的負載。在示例實施例中,RF功率在諧振天線結(jié)構(gòu)(包含偶極臂122、導(dǎo)電元件124和126以及這些元件之間的電介質(zhì)材料)的諧振頻率被提供。此功率耦合可以稱為RF功率到燈泡中負載的天線稱合。在示例實施例中,RF功率可以在諧振頻率或者在比諧振頻率高或低0%至10%的范圍或其中包含的任何范圍中被應(yīng)用。在一些實施例中,RF功率可以在比諧振頻率高或低0%至5%的范圍中被應(yīng)用。在一些實施例中,可以在比諧振頻率高或低大約O至50MHz的范圍或其中包含的任何范圍中的ー個或多個頻率處提供功率。在另ー示例中,可以在至少ー個諧振模式的諧振帶寬中的ー個或多個頻率處提供功率。該諧振帶寬為(在諧振腔體的頻率與功率關(guān)系的曲線圖上)在諧振頻率任一側(cè)邊上的功率最大值一半處的全頻率寬度。在圖I所示的示例中,偶極臂122朝向燈泡的端部128和130延伸,但是在到達燈主體102的上表面116之前終止,該上表面被接地的導(dǎo)電涂層120覆蓋。在此示例中,偶極臂122的端部部分140形成天線電扱。這些端部部分140在與燈泡的中點(沿著燈泡長度 的軸取得)交叉之前終止并且不圍繞在128和130的燈泡上的最遠端點。圖IB示出具有這種天線配置的另ー示例燈。燈泡被容納在燈主體的外表面上的凹部中。端部部分140b或電極僅僅從凹部向上部分朝向燈主體的上表面116b延伸。沿著凹進區(qū)域的壁的空間123b將電極140b與上表面116b分隔。在一些實施例中,此空間123b的范圍可以為從大約Imm至5mm或其中包含的任何范圍。在示例實施例中,該空間為大約2mm。諸如ー層玻璃粉121b或其它電介質(zhì)材料的高擊穿材料可以涂敷在導(dǎo)電涂層120的外部上以防止跨過該空間形成電弧。高擊穿材料從上表面116b,跨過空間123b,并且沿著燈泡凹部在天線電極140b上方延伸。圖IC示出示例實施例,在該示例實施例中,電極140c延續(xù)到燈主體的上表面116c。空間123c將天線與上表面116c上的導(dǎo)電涂層120分隔??臻g123c位于燈主體的頂表面116c上。在此示例中,電極140c延伸到或經(jīng)過燈泡的中點(沿著其縱向軸取得)并且圍繞燈泡的遠端部128c和130c。在其它示例中,天線臂可延伸直至沿著燈泡直徑的距離的40%,45%,50%, 55%,60%或更大,或者沿著燈泡長度橫向地延伸到燈泡的遠端部的20%,10%,5%內(nèi),或者延伸到或經(jīng)過燈泡的遠端部。如圖IB中那樣,玻璃粉121c或其它高擊穿材料可以涂敷在頂表面116c,空間123c,以及沿著燈泡凹部的電極140c上方。在一些實施例中,天線臂形成圍繞燈泡底半部(而不是在兩個偶極臂之間存在間隙的區(qū)域)的杯狀電極。杯狀電極可以與燈泡表面接近地隔開。在一些示例中,杯狀電極和燈泡表面之間的空間是在Imm至5_之間的范圍或其中包含的任何范圍中。在一些示例中,間隔小于2mm或小于1mm。在一些實施例中,電極接觸燈泡表面。在其它實施例中,杯狀電極可以在燈泡頂半部的一部分周圍延伸。在其它示例中,電極可形成包圍燈泡端部的完整的杯。在另ー示例中,導(dǎo)電電極的環(huán)或條可以環(huán)繞在燈泡的中心區(qū)域和燈泡的細長端部之間的燈泡。圖ID示出在圖IC配置中,燈主體的上表面116c上的涂層120c和在燈泡凹部中形成的天線電極140c之間的間隔123c。如圖IC和ID所示將電極延伸直至或經(jīng)過燈泡的中點,這提高了到燈泡的功率耦合并且可以用于提供高發(fā)光效率。圖IE示出使用圖IC所示天線配置的兩個樣本燈的發(fā)光功率輸出。中心導(dǎo)體之間的間隙為大約3_并且燈泡長度為大約7_以及直徑為大約3_。燈主體包含氧化鋁。在示例實施例中,填充物可包含欽、氬和汞,如下文進ー步所述。在圖IE中,繪制發(fā)光功率輸出相對于由放大器提供給燈主體的凈RF功率的曲線圖。如圖IE所示,發(fā)光功率輸出可以為在100瓦的凈功率,大于100瓦每流明;在110瓦的凈功率,大于110瓦每流明;在120瓦發(fā)光效率的凈功率,大于120瓦每流明;以及在130瓦的凈功率,大于130瓦每流明。如圖IE所示,峰值發(fā)光功率輸出超過140LPW。圖IF示出兩個樣本燈的總流明輸出。在此示例中,在165瓦的總流明輸出超過23000流明。圖IG示出另ー示例天線配置。在此配置中,電極140g是矩形的而不是彎曲的。氧化鋁粉末裝填在燈泡和電極140g之間的空間以提供附加熱沉。在此示例中,在中心區(qū)域中的偶極臂之間的距離為大約3mm(在其它示例中,該距離為Imm至10mm),并且電極140g向外延伸到距離し電極140g的端部向上延伸距離D。燈泡在上表面上方凸出距離H。燈泡和電極之間的距離為Al、Λ2和Λ 3,并且氧化鋁粉末裝填在這些空間中。在示例實施例中,D是在大約2mm至IOmm的范圍或其中包含的任何范圍中,L是在5mm至20mm的范圍或其 中包含的任何范圍中,該間隙是在2mm至15mm的范圍或其中包含的任何范圍中,H是在2mm至5mm的范圍或其中包含的任何范圍中,并且Λ1、Λ2和Λ 3是在O. 25mm至3mm的范圍或其中包含的任何范圍中。在具體示例中,D為5mm,L為12mm,燈泡外部直徑為5mm,燈泡內(nèi)部長度為5mm,燈泡的凸出H為Imm, Δ I為O. 25mm, Δ 2為O. 5mm,并且Δ 3為O. 5_。在另一示例中,D為5mm,L為12mm,燈泡外部直徑為5mm,燈泡內(nèi)部長度為5mm,燈泡的凸出H為Omm, Δ I為Imm, Δ 2為O. 5mm,并且Δ 3為O. 5mm。在另一不例中,D為5mm,L為14mm,燈泡外部直徑為5mm,燈泡內(nèi)部長度為5mm,燈泡的凸出H為-Imm, Δ I為O. 25mm, Δ 2為O. 5mm并且八3為0.5·!。在另ー示例中,D為5mm,L為11mm,燈泡外部直徑為5mm,燈泡內(nèi)部長度為4mm,燈泡的凸出H為Omm, Δ I為O. 25mm, Δ 2為O. 5mm并且Δ 3為O. 5mm。圖IH示出另ー示例天線配置。在此示例中,具有孔徑的頂板151h置于燈泡上方。孔徑形成小的窗ロ(小于燈泡的尺寸),光通過該窗ロ逃逸。在替換實施例中,通過在燈泡上方(光從其可以逃逸的孔徑區(qū)域除外)裝填氧化鋁粉末,形成孔徑。圖II和IJ示出附加示例,其中高反射涂層(示為HR)被包含在燈泡的外表面上以將光反射離開燈。反射涂層可圍繞燈泡的底半部或燈泡的底半部的一部分。在示例實施例中,反射材料可以沉積在燈泡的內(nèi)部或外部表面上。在一些實施例中,燈泡和電極之間的界面可以為氧化鋁或其它陶瓷材料并且具有拋光表面用于反射。在其它實施例中,薄膜多層電介質(zhì)涂層可以被使用。圖2至4示出圖I所示的示例等離子體燈100的更詳細圖示。燈100在分解視圖中被示出并且包含設(shè)于內(nèi)部固態(tài)電介質(zhì)132上定義燈主體102的導(dǎo)電涂層120 (見圖4)。橢圓形燈泡104和周圍界面材料134(見圖2)也被示出。利用緊密地容納在驅(qū)動探針通道136中的電單極探針,將功率饋送到燈100內(nèi)。通過鉆孔138的金屬化而電學(xué)地形成兩個相對的導(dǎo)電元件124、126 (見圖4),所述導(dǎo)電元件朝向燈主體102的中心延伸(另外見圖1),從而集中電場并且建立高電壓以激勵燈泡104。通過導(dǎo)電表面連接到導(dǎo)電元件124、126的偶極臂122將電壓向外朝向燈泡104轉(zhuǎn)移。偶極臂122上的杯狀末端或端部部分140部分地圍住燈泡104。偶極臂的導(dǎo)電涂層可以如圖4所示被提供在燈主體組件的外部零件上。在替換實施例中,從鉆孔138延伸到端部部分140的偶極臂122的中心部分的導(dǎo)電涂層被涂敷在燈主體的中心部分上。銀涂料可以被使用并且在組裝之前燒制到中心零件上。這幫助防止跨過主體的外部零件和中心零件之間的空氣間隙形成電弧。在替換實施例中,主體可以模制在形成導(dǎo)電元件124和126以及偶極臂122的導(dǎo)電元件周圍。反饋探針通道142被提供在燈主體102中從而貼近地容納連接到驅(qū)動電路(例如通過示例方式在圖9中示出的燈驅(qū)動電路106)的反饋探針。在示例實施例中,界面材料134可以被選擇從而充當(dāng)鏡面反射器以反射由等離子體電弧108發(fā)射的光。在示例實施例中,燈主體102示為包含三個主體部分144、146和148。主體部分144和148為彼此的鏡像并且每ー個可以具有大約11. 2mm的厚度150、大約25. 4mm的高度152以及大約25. 4mm的寬度154。內(nèi)部部分146可具有大約3mm的厚度155。上表面116中的燈開ロ 110可以為直徑156為大約7mm的部分地圓柱狀形狀,并且具有半徑158為大約3. 5mm的球狀端部部分。驅(qū)動探針通道136和反饋探針通道142可具有大約I. 32mm的直徑160。具有直徑164的凹部162被提供在主體部分148中。導(dǎo)電元件124、126的鉆孔138可具有大約7mm的直徑166。下面參考圖5-7描述使用基于時域有限積分(FITD)方法的三維(3_D)電磁模擬 對燈100的示例分析。電(E)場(見圖7)、磁⑶場(見圖6)以及功率流(其為E場和H場的向量乘積-見圖5)被分開顯示以供深入理解,不過它們僅僅是燈100的全部電磁行為的三個方面。在三個圖中模擬的示例實施例中,驅(qū)動探針170將功率耦合到燈主體102中并且反饋探針172置于與驅(qū)動探針170相同的燈主體102的側(cè)邊上。這是可替換實施例,其僅僅代表與用于在圖2至4所示示例實施例中使用的驅(qū)動和反饋探針的配置的表面上的差異。圖5示出在示例實施例中功率轉(zhuǎn)移到燈泡104的模擬180。輸入功率經(jīng)由驅(qū)動探針170(圖I未示出)被提供并且利用偶極臂122入射在燈泡104上。應(yīng)注意,功率被集中在燈泡104附近。在示例實施例中,緊鄰燈泡端部部分128和130的功率可以為大約39063至45313W/m2。沿著偶極臂122的平行的中心部分182的功率可以從大約10938W/m2變化到35938W/m2。應(yīng)注意,在示例模擬180中,導(dǎo)電涂層120附近以及緊鄰燈泡104的功率是最小的。如圖6的模擬190所示,導(dǎo)電元件124、126對磁場成形,使得磁場被集中在元件本身附近,而不是如下述情形中那樣被集中在壁附近在沒有嵌入導(dǎo)電元件124、126的情況下在諧振頻率將RF功率提供給燈主體102。高磁場集中的區(qū)域?qū)?yīng)于高AC電流的區(qū)域。因此,與沒有嵌入導(dǎo)電元件的燈相比,本示例實施例的外壁附近的電流小。將在下文討論這一點的重要性。圖6的模擬190在姆一點僅僅不出H場的振幅,忽略了場的向量性質(zhì)。如圖7的模擬200所示,電場強烈集中在偶極臂122之間(見圖I),以及集中在偶極端蓋或端部部分140之間。除了由用于燈泡104的開ロ 110(見圖I)引起的導(dǎo)電涂層120中的不連續(xù)附近之外,燈主體102其余部分中的較弱電場由外部導(dǎo)電涂層120或?qū)?金屬化)約束。類似于圖6,圖7在每一點僅僅示出E場的振幅,忽略了場的向量性質(zhì)。除了由于等離子體電弧108相對于燈主體102的定向引起的提高的光收集效率之外,E和H場圖案可提供若干優(yōu)點。該結(jié)構(gòu)的諧振頻率可以被解耦并且可以基本上不依賴于燈主體102的物理范圍或尺寸。這可以在兩個方面看出。磁場集中在導(dǎo)電元件124和126附近表明這些元件的電感,并且在更小范圍上所連接的偶極臂122,強烈影響操作頻率(例如諧振頻率)。電場集中在偶極臂122之間表明這些元件的電容強烈影響操作頻率(例如諧振頻率)。合起來,這意味著相對于具有相同尺度的燈主體但是沒有導(dǎo)電元件124和126以及偶極臂122的燈(即使對于比較低操作頻率,以及即使與其中諧振頻率主要由電介質(zhì)主體的形狀、尺度和相對介電常數(shù)確定的簡單且特殊形狀幾何結(jié)構(gòu)的燈主體相比),燈主體102在尺寸上可以減小。在示例實施例中,燈主體102的體積可以小于其中諧振頻率主要由電介質(zhì)主體的形狀、尺度和相對介電常數(shù)確定的沒有導(dǎo)電元件124和126以及偶極臂122的相同電介質(zhì)燈主體實現(xiàn)的體積。在示例實施例中,據(jù)認為具有10或更小的相對介電常數(shù)的燈主體102可具有這樣的體積對于小于約2. 3GHz的操作頻率,小于約3cm3 ;對于小于約2GHz的操作頻率,小于約4cm3 ;對于小于約I. 5GHz的操作頻率,小于約8cm3 ;對于小于約IGHz的操作頻率,小于約Ilcm3 ;對于小于約900MHz的操作頻率,小于約20cm3 ;對于小于約750MHz的操作頻率,小于約30cm3 ;對于小于約650MHz的操作頻率,小于約50cm3 ;以及對于小于約650MHz的操作頻率,小于約100cm3。在一個示例實施例中,在大約880MHz的操作頻率使用體積為大約13. 824cm3的燈主體102。據(jù)認為即使在低于500MHz的更低頻率,可以使用類似尺寸。在一些示例實施例中,低頻操作可以提供若干優(yōu)點。例如,在低頻,特別是低于500MHz,比較容易獲得非常高的功率放大器效率。例如,在形成為橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo) 體(LDMOS)的硅晶體管中,在450MHz的典型效率為大約75%或更高,而在900MHz它們?yōu)榇蠹s60%或更低。在ー個不例實施例中,使用這樣的燈主體,其具有小于15的相對介電常數(shù),且在小于500MHz的燈結(jié)構(gòu)的諧振頻率,其體積小于30cm3 ;并且燈驅(qū)動電路使用具有大于70%的效率的LDMOS放大器。高放大器效率能夠?qū)崿F(xiàn)更小熱沉,因為需要更少的DC功率來生成給定數(shù)量的RF功率。更小熱沉意味更小整體封裝,因此該示例實施例的凈效應(yīng)是能夠?qū)崿F(xiàn)在更低頻率的更緊湊燈設(shè)計。例如,緊湊燈可以是更加可承受的并且更容易集成在諸如正投影和背投影電視的投影系統(tǒng)中。在一些示例實施例中,第二可能優(yōu)點為對于電磁干擾(EMI)的相對免疫力。此外,可以從檢查E場或H場的視角來理解此效應(yīng)。寬松來說,當(dāng)電流流中的干擾迫使從支持其的結(jié)構(gòu)輻射(“跳離(jump off)”)電流時,形成EMI。由于磁場集中在燈主體102內(nèi)部的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如偶極臂122)處,燈主體102的表面附近并且最顯著地由燈開ロ 110代表的干擾附近的電流流被最小化,由此也使EMI最小化。E場的視角更微妙。圖8示出圖7所示的模擬200的電場的線圖改寫,示出了在圖7的僅僅振幅的描繪中為了清楚起見而省略的場的偶極矩202、203。由偶極臂122傳遞的主輸入場的偶極矩202具有與在燈主體102的外部導(dǎo)電涂層120上感應(yīng)的寄生場的偶極矩203相反的符號。通過“相反的符號”,我們的意思是每個偶極臂的電場的向量在相対的方向上延伸(例如在此示例中,右手法則在應(yīng)用到偶極矩202時得到指離頁面的向量,然而在此示例中,右手法則在應(yīng)用到偶極矩203時得到指進頁面的向量)。凈效應(yīng)為由主場偶極矩202輻射的場201抵消在遠場區(qū)域205中由寄生偶極矩203輻射的場204,因而使EMI最小化。在一些示例實施例中,另ー可能優(yōu)點為對在燈泡104附近空氣的電介質(zhì)擊穿的抵抗性增強。如圖7所示,在此示例設(shè)計中,電場分布的峰值被包含在燈主體102中,該燈主體具有比空氣高的擊穿電壓。在示例實施例中,燈100由氧化鋁陶瓷制成,并且使用燒制在陶瓷部件或主體部分144-148上的銀涂料來金屬化以提供導(dǎo)電涂層120。在此示例實施例中,對于大約25. 4 x25. 4 X 25. 4mm或I立方英寸的外部尺度(見圖3),諧振頻率接近大約880MHz的預(yù)測值。在此示例實施例中,燈泡填充物為汞、金屬鹵化物和氬氣體的混合物。射線跟蹤模擬表明對此示例實施例進行最小的改動可獲得大約50%的收集比例。在示例實施例中,燈主體102具有比空氣大的相對介電常數(shù)。在示例實施例中,燈主體102由具有大約9. 2的相對介電常數(shù)的固態(tài)氧化鋁形成。在一些實施例中,電介質(zhì)材料可具有在2至100的范圍或其中包含的任何范圍中的相對介電常數(shù),或者甚至更高的相對介電常數(shù)。在一些實施例中,燈主體102可包含多于ー種這樣電介質(zhì)材料,從而形成在任一上述范圍中的燈主體102的有效相對介電常數(shù)。燈主體102可以為矩形(例如直角棱柱)、柱狀或者其它形狀。如上所述,在示例實施例中,燈主體102的外表面可以涂敷有導(dǎo)電涂層120,諸如電鍍,或者銀涂料或可以燒制在燈主體102外表面上的其它金屬涂料。導(dǎo)電涂層120可以接地以形成應(yīng)用到燈主體102的RF功率的邊界條件。導(dǎo)電涂層120可幫助在燈主體102中容納RF功率。燈主體102的區(qū)域可以保持未被涂敷以允許功率轉(zhuǎn)移到燈主體102或自 燈主體102轉(zhuǎn)移。例如,燈泡104可以置為毗鄰燈主體102的未被涂敷部分以從燈主體102接收RF功率。燈泡104可以為石英、藍寶石、陶瓷或其它期望燈泡材料,并且可以是柱狀、丸狀、球狀或其它期望形狀。在圖1-4所示的示例實施例中,燈泡104為在中心為柱狀并且在姆個端部形成半球形。在一個示例中,外部長度(從末端到末端)為大約Ilmm并且外部直徑(在中心)為大約5_。在此示例中,燈泡104的內(nèi)部(其容納填充物)具有大約7_的內(nèi)部長度以及大約3_的內(nèi)部直徑(在中心)。沿著柱狀部分的側(cè)邊的壁厚度為大約1_,并且在兩個端部的壁厚度為大約2. 25mm。在其它示例中,可以使用更厚的壁。在其它示例中,壁厚度可以介于2mm至IOmm或其中包含的任何范圍之間。在其它示例實施例中,燈泡104可具有在大約2_和30_之間的范圍或其中包含的任何范圍中的內(nèi)部寬度或直徑,在大約O. 5mm和4mm之間的范圍或其中包含的任何范圍中的壁厚度,以及介于大約2mm和30mm之間或其中包含的任何范圍中的內(nèi)部長度。在示例實施例中,燈泡的內(nèi)部具有在大約IOmm3至750mm3的范圍或其中包含的任何范圍中的體積。在一些示例中,燈泡具有小于約IOOmm3或小于約50mm3的內(nèi)部體積。這些尺度僅僅是示例并且其它實施例可以使用具有不同尺度的燈泡。在一個示例中,內(nèi)部燈泡體積為大約31. 42mm3。在其中在穩(wěn)態(tài)操作期間提供介于大約150至200瓦(或者其中包含的任何范圍)之間的功率的示例實施例中,這導(dǎo)致在大約4. 77瓦姆mm3至6. 37瓦姆mm3 (4770至6370瓦姆cm3)的范圍或其中包含的任何范圍中的功率密度。在此示例中,燈泡的內(nèi)部表面積為大約62. 2mm2(O. 622cm2)并且壁負載(內(nèi)部表面積上的功率)是在大約2. 41瓦每mm2至3. 22瓦每mm2 (241至322瓦每cm2)的范圍或其中包含的任何范圍中。在圖IK所示的示例中,燈泡可具有從燈泡的一個端部延伸的尾部。在一些實施例中,尾部的長度(在圖2G中在H處示出)可以介于大約5mm和25mm之間或其中包含的任何范圍。在一些實施例中,更長或更短的尾部可以被使用。在一個示例中,尾部的長度H為大約9. 5mm。在此示例中,外部長度F (從末端到末端)為大約15mm并且外部直徑A (在中心)為大約5_。在此示例中,燈泡的內(nèi)部(其容納填充物)具有大約9mm的內(nèi)部長度E以及大約2. 2mm的在中心的內(nèi)部直徑C。沿著柱狀部分的側(cè)邊,壁厚度B為大約I. 4_。在前端部,壁厚度D為大約2. 25mm。半徑R為大約I. 1mm。在此示例中,內(nèi)部燈泡體積為大約31.42mm3。尾部可以通過使用石英管形成,從而形成燈泡。管在一個端部被密封,此端部形成燈泡的前端部。燈泡通過該管的開放端部被填充,并且被密封。密封的管隨后置于液氮浴中,并且火炬被用于使該管在燈另一端部處崩塌,這密封燈泡并且形成尾部。崩塌的管隨后被切割以得到期望尾部長度。在一些實施例中,尾部可以用于對準(zhǔn)燈泡并且將燈泡安裝就位。例如,可以如圖IOB和IIA所示提供溝槽用于對準(zhǔn)尾部。在一些示例實施例中,光電ニ極管或其它光電傳感器可以置于尾部的端部附近以感測來自燈泡的光。尾部可以如圖IOB所示被蓋件圍住,并且光電ニ極管可以被蓋件屏蔽免受外部光。光電ニ極管可以用于確定燈何時點火以用于控制驅(qū)動電路的目的,并且也可以用于調(diào)光和其它控制功能。在示例實施例中,燈泡104容納填充物,當(dāng)RF功率從燈主體102被接收時,該填充物形成發(fā)光等離子體。填充物可包含惰性氣體和金屬鹵化物。諸如汞的添加劑也可以被使 用。點火增強劑也可以被使用。少量的諸如Kr85的惰性放射性發(fā)射體可以用于此目的。在其它實施例中,諸如硫、硒或締的不同填充物也可以被使用。在一些示例實施例中,諸如銫溴化物的金屬鹵化物可以被添加以穩(wěn)定硫、硒或碲的放電。在一些示例實施例中,高壓填充物被用于增加在啟動時氣體的電阻。這可以用于減小達到穩(wěn)態(tài)操作的全亮度所要求的總啟動時間。在一個示例實施例中,諸如氖、気、氪或氙的惰性氣體在介于200Torr到3000Torr或其中包含的任何范圍之間的高壓被提供。在一些實施例中,小于或等于760ΤΟ1Γ的壓カ會是期望的以促進在或低于大氣壓カ下填充該燈泡104。在某些實施例中,介于IOOTorr和600Torr之間的壓力被用于增強啟動。示例高壓填充物也可包含在室溫具有比較低蒸氣壓的金屬鹵化物和汞。在示例實施例中,填充物包含大約I至100微克每mm3的燈泡體積或者其中包含的任何范圍的金屬鹵化物,以及10至100微克每mm3的燈泡體積或者其中包含的任何范圍的汞。諸如Kr85的點火增強劑也可以被使用。在一些實施例中,在大約5毫微居里至I微居里的范圍或者其中包含的任何范圍中的放射性點火增強劑可以被使用。在一個示例實施例中,填充物包含1.608mg汞、O. Img銦溴化物以及大約10毫微居里的Kr85。在此示例中,取決于期望啟動特性,氬或氪在大約IOOTorr至600Torr范圍中的壓カ下被提供。惰性氣體的初始擊穿在更高壓カ是更困難的,但是填充物完全蒸發(fā)并且達到峰值亮度所需的總預(yù)熱時間減小。以上壓カ是在22°C (室溫)測量的。將理解,在等離子體形成之后在操作溫度獲得高得多的壓力。例如,在操作期間在高壓(例如,遠大于2大氣壓并且在示例實施例中為10至80大氣壓或更大)下,燈可以提供高強度放電。一些實施例可以使用金屬鹵化物的組合以產(chǎn)生期望頻譜和壽命特性。在一些示例中,第一金屬鹵化物結(jié)合第二金屬鹵化物被使用。在一些示例中,第一金屬鹵化物為鋁鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物、鉈鹵化物和銫鹵化物,并且第二金屬鹵化物為來自鑭系的金屬的鹵化物。在示例實施例中,第一金屬鹵化物的劑量數(shù)量是在來自大約I至50微克每立方毫米的燈泡體積的范圍或者其中包含的任何范圍中,并且第二金屬鹵化物的劑量數(shù)量是在來自大約I至50微克每立方毫米的燈泡體積的范圍或者其中包含的任何范圍中。在ー些實施例中,第一金屬鹵化物的劑量和第二金屬鹵化物的劑量分別在從大約10至10000微克的范圍或其中包含的任何范圍。在示例實施例中,這些劑量數(shù)量導(dǎo)致在燈操作期間金屬鹵化物的濃縮池。惰性氣體和諸如汞的添加劑也可以被使用。在示例實施例中,汞的劑量數(shù)量是在10至100微克汞每mm3的燈泡體積的范圍或者其中包含的任何范圍。在一些實施例中,汞的劑量可以在從大約O. 5mg到5mg的范圍或其中包含的任何范圍。點火增強劑也可以被使用。少量的惰性放射性發(fā)射體諸如Kr85可以用于此目的。在一些示例中,Kr85可以在大約5毫微居里至I微居里的范圍或其中包含的任何范圍中被提供。在具體的示例實施例中,填充物包含在大約O. 05mg至O. 3mg的范圍或其中包含的任何范圍中的第一金屬鹵化物作為碘化物或溴化物,以及在大約O. 05mg至O. 3mg的范圍或其中包含的任何范圍中的第二金屬鹵化物作為碘化物或溴化物。在一些實施例中氯化物也可以被使用。在一些實施例中,第一金屬鹵化物和第二金屬鹵化物以相等的數(shù)量被提供。在其它實施例中,第一金屬鹵化物與第二金屬鹵化物的比例可以為10:90,20:80,30:70,40:60,60:40,70:30,80:20 或 90:10。在一些實施例中,第一金屬鹵化物為招鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物或銘鹵化物(或者鋁鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物和/或鉈鹵化物的組合)。在一些實施例中,第一金屬鹵化物可以為銫鹵化物(或者銫鹵化物與招鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物和/或銘鹵化物的組合)。在其它實施例中,該劑量不包含任何堿金屬。在一些實施例中,第二金屬鹵化物為欽鹵化物、鉺鹵化物或銩鹵化物(或者一種或多種這些金屬鹵化物的組合)。在這些示例中,第一金屬鹵化物可以以在大約O. 3mg/cc至3mg/cc的范圍或其中包含的任何范圍中的劑量數(shù)量被提供,并且第二金屬鹵化物可以以在大約O. 15mg/cc至I. 5mg/cc的范圍或其中包含的任何范圍中的劑量數(shù)量被提供。在一些示例中,第一金屬鹵化物可以以在大約O. 9mg/cc至I. 5mg/CC的范圍或其中包含的任何范圍中的劑量數(shù)量被提供,并且第二金屬鹵化物可以以在大約O. 3mg/cc至lmg/cc的范圍或其中包含的任何范圍中的劑量數(shù)量被提供。在一些示例中,第一金屬鹵化物以比第二金屬鹵化物大的劑量數(shù)量被提供。在一些示例中,第一金屬鹵化物為鋁溴化物或銦溴化物并且第二金屬鹵化物為欽溴化物。在一些實施例中,填充物還包含壓カ在大約50至760Torr的范圍或其中包含的任何范圍的氬或另一惰性氣體。在一些實施例中,壓カ為IOOTorr或更大或150Torr或更大或者可以在如下所述的更高壓力。在一個示例中,在150Torr的氬可以被使用。汞和諸如Kr85的惰性放射性發(fā)射體也可以包含在填充物中。在一些示例中,100瓦或更大的功率可以被提供到燈。在一些實施例中,功率是在大約150至200瓦的范圍,在具體示例中170瓦被使用。壁負載可以為I瓦每_2(100瓦每cm2)或更大。諸如氧化鋁粉末的導(dǎo)熱材料可以接觸燈泡以允許如下所述使用高壁負載。在一些示例中,如下文進ー步所述,當(dāng)在150至200瓦(或者其中包含的任何范圍)操作時,這些填充物可以用于提供15000至23000流明(或者其中包含的任何范圍)。在一些實施例中,這可以提供100流明每瓦、120流明每瓦或者更大的發(fā)光效率。 在與圖10A-B、11A_D和13A-D所示類型的燈一起使用的示例中,燈泡可具有含有兩個半球形端部的柱狀主體,其內(nèi)部直徑為IOmm并且內(nèi)部長度為14mm,在柱面上的壁厚度為2mm并且在端部的壁厚度為3mm。外部尺度為14mm 0D,其中長度為20mm。IOmm尾部被添加到ー個端部。用于此燈泡的示例填充物為O. 2mg InBr,O. Img HoBr3,以及2. 4μ I的Hg, 50 hPa的氬(712 nCi Kr85)。在另ー示例中,燈泡的內(nèi)部直徑為4mm,外部直徑為8mm,內(nèi)部長度為10mm,外部長度為16mm,尾部直徑G (見圖1K)為(標(biāo)稱)5mm并且尾部長度為10mnin 在此不例中,填充物為 O. 2mg InBr/0. Img HoBr3/0. 4 uL Hg。這些燈泡、壓カ和填充物僅僅是示例,并且在其它實施例中其它壓カ和填充物可以被使用。界面材料134的層可以置于燈泡104和燈主體102電介質(zhì)材料之間。在示例實施例中,界面材料134可具有比燈主體102低的熱導(dǎo)率并且可以用于最優(yōu)化燈泡104和燈主體102之間的熱導(dǎo)率。在示例實施例中,界面材料134可具有在大約O. 5至10瓦/米-開氏溫度(W/mK)的范圍或其中包含的任何范圍的熱導(dǎo)率。例如,具有55%的裝填密度(45%部分孔隙率)以及在大約I至2(W/mK)范圍的熱導(dǎo)率的氧化鋁粉末可以被使用。在ー些實施例中,離心機可以用于裝填具有高密度的氧化鋁粉末。在示例實施例中,使用厚度在大約1/8_至Imm的范圍或其中包含的任何范圍的氧化鋁粉末的層??商鎿Q地,基于陶瓷的粘合劑或者這種粘合劑的摻合物的薄層可以被使用。取決于配方,寬范圍的熱導(dǎo)率是可獲得的。實踐中,一旦具有接近期望值的熱導(dǎo)率的層組成被選擇,通過改變層厚度可以實現(xiàn)精細 調(diào)諧。一些示例實施例可以不包含在燈泡104周圍的分離的材料層,并且可以提供到燈主體102的直接導(dǎo)電路徑。可替換地,燈泡104可以通過空氣間隙(或者其它的氣體填充的間隙)或真空間隙而與燈主體102分隔。在示例實施例中,反射材料可以沉積在毗鄰燈主體102的燈泡104的內(nèi)部或外部表面上,或者反射器可以置于燈和界面材料134(見圖2)之間,或者反射器可以嵌在界面材料134內(nèi)部或置為低于界面材料134 (例如,如果界面材料134是透明的)??商鎿Q地,界面材料134可以是反射材料或具有反射表面。在一些實施例中,界面材料134可以是氧化鋁或其它陶瓷材料并且具有用于反射的拋光表面。在其它實施例中,薄膜多層電介質(zhì)涂層可以被使用。在其它實施例中,其它材料可以被使用。在ー些不例中,反射表面由薄膜多層電介質(zhì)涂層提供。在此示例中,涂層是由反射材料制成,該反射材料將不會防止微波功率加熱發(fā)光等離子體。在此示例中,在等離子體的發(fā)射范圍上定制的寬波段反射率反而是通過傳播通過薄膜層的電磁波之間的干涉獲得的,所述薄膜層呈現(xiàn)出在它們波長量級的尺度長度上的折射率變化。層數(shù)目以及它們單獨的厚度為主要設(shè)計變量。見H. A. McLeod, "Thin-FilmOptical Filters 〃第三版第 5 和 7 章,Institute of Physics Publishing (2001)。對于在緊鄰燈泡104的嚴(yán)峻環(huán)境中的堅固性,示例涂層可由對于O. 12 μ m和4. 5 μ m之間的波長是透明的ニ氧化硅(SiO2)層組成。另ー示例實施例由對于O. 43μπι和6. 2μπι之間的波長是透明的ニ氧化鈦(TiO2)層組成。示例涂層可具有大約10至100個層,其中每層具有在O. Iym和IOym之間的范圍內(nèi)的厚度。一個或多個熱沉也可以在側(cè)邊周圍和/或沿著燈主體102的底表面被使用以管理溫度。熱建??梢杂糜趲椭x擇這樣的燈配置,其提供導(dǎo)致高亮度的高峰值等離子體溫度,同時維持低于燈泡材料的工作溫度。示例熱建模軟件包含從馬薩諸塞州哈佛的HarvardThermal, Inc.商業(yè)上可獲得的TAS軟件包。示例燈驅(qū)動電路106通過示例方式示于圖9。燈驅(qū)動電路106連接到插入燈主體102的驅(qū)動探針170以提供RF功率到燈主體102。在圖9的示例中,燈100還示為包含插入燈主體102的反饋探針172,從而采樣來自燈主體102的功率并且將它作為反饋提供到燈驅(qū)動電路106。在示例實施例中,探針170和172可以是使用銀涂料膠粘到燈主體102中的黃銅棒。在其它實施例中,陶瓷或其它材料的護套或套筒可以用在探針170、172周圍,該護套或套筒可以改變到燈主體102的耦合。在示例實施例中,印刷電路板(PCB)可以置為橫過燈主體102以用于燈驅(qū)動電路106。探針170和172可以焊接到PCB并且延伸離開PCB的邊緣進入燈主體102 (平行于PCB并且垂直于燈主體102)。在其它實施例中,探針170、172可以垂直PCB或者可以通過超小型A(SMA)連接器或其它連接器而連接到燈驅(qū)動電路106。在可替換實施例中,探針170、172可以由PCB跡線提供并且容納跡線的PCB的部分可延伸到燈主體102中。在其它實施例中,諸如微帶線或鰭線天線的其它RF饋送器可以被使用。探針170、172的各種位置是可能的。決定它們位置的物理原理為期望功率耦合的程度與燈主體102中E場強度的關(guān)系。對于驅(qū)動探針170,期望強的功率耦合。因此,在一些實施例中,驅(qū)動探針170可以置為靠近場最大值。對于反饋探針172,期望弱的功率耦合。因此,在一些實施例中,反饋探針172可以定位為遠離場最大值。諸如放大器210的包含電源的燈驅(qū)動電路106可以耦合到驅(qū)動探針170以提供RF功率。放大器210可以通過匹配網(wǎng)絡(luò)212耦合到驅(qū)動探針170以提供阻抗匹配。在示例實施例中,對于燈100的穩(wěn)態(tài)操作條件,燈驅(qū)動電路106匹配到負載(由燈主體102、燈泡104和等離子體形成)。 高效率放大器可具有ー些不穩(wěn)定操作區(qū)域。放大器210和由燈電路106的反饋環(huán)路施加的相移應(yīng)被配置為使得即使當(dāng)燈100的負載條件改變時,放大器210也在穩(wěn)定區(qū)域操作。由反饋環(huán)路施加的相移是由反饋環(huán)路(包含匹配網(wǎng)絡(luò)212)的長度以及由諸如移相器214的電路元件施加的任何相移確定。在燈泡104中的惰性氣體被點火之前的初始啟動,負載在放大器210看來為開路。當(dāng)惰性氣體點火,填充物蒸發(fā),并且等離子體加熱直至穩(wěn)態(tài)操作條件吋,負載特性改變。放大器210和反饋環(huán)路可以被設(shè)計成使得在燈主體102、燈泡104和等離子體可呈現(xiàn)的負載條件各處,放大器210將在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)操作。放大器210可包含阻抗匹配元件,諸如串聯(lián)和/或并聯(lián)的電阻性、電容性和電感性電路元件。類似元件可以用在匹配網(wǎng)絡(luò)中。在一個示例實施例中,匹配網(wǎng)絡(luò)由選定長度的PCB跡線形成,該PCB跡線在放大器210和驅(qū)動探針170之間被包含在燈驅(qū)動電路106中。這些元件可以被選擇既用于阻抗匹配,又在反饋環(huán)路中提供相移,該相移使放大器210保持在其操作的穩(wěn)定區(qū)域中。移相器214可以用于根據(jù)需要提供附加相移以使放大器210保持在穩(wěn)定區(qū)域中。放大器210和反饋環(huán)路中的相移可以通過考慮反射系數(shù)Γ來設(shè)計,該反射系數(shù)為在燈操作各種階段(特別是從啟動時的冷氣體到穩(wěn)態(tài)時的熱等離子體的轉(zhuǎn)變)上變化的負載條件的度量。相對于在放大器輸出的參照平面定義的Γ為傳播到放大器210中的"反射〃電場Ein與向外傳播的〃離開〃電場Etjut的比例。由于為場的比例,Γ為具有振幅和相位的復(fù)數(shù)。描述系統(tǒng)中變化條件的有用方式是使用在復(fù)平面上Γ的行為(稱為"負載軌道")的〃極圖〃曲線圖。極圖的某些區(qū)域可以代表放大器210的不穩(wěn)定操作區(qū)域。放大器210和反饋環(huán)路中的相移應(yīng)被設(shè)計為使得負載軌道不與不穩(wěn)定區(qū)域交叉。通過改變反饋環(huán)路的相移(通過使用移相器214和/或調(diào)整由燈驅(qū)動電路106形成的電路環(huán)路的長度至允許的程度同時維持期望阻抗匹配),負載軌道可以在極圖上旋轉(zhuǎn)。通過改變振幅(例如通過使用衰減器),負載軌道可以徑向地偏移。在示例實施例中,RF功率可以在介于大約O. IGHz和大約IOGHz之間的范圍或其中包含的任何范圍的頻率被提供。RF功率可以在整體燈100的諧振頻率處或者在該諧振頻率附近被提供到驅(qū)動探針170。諧振頻率受下述影響最強烈并且可以基于下述被選擇所有場集中和成形元件(例如,導(dǎo)電元件124、126和偶極臂122)的尺度和形狀。高頻模擬軟件可以用于幫助選擇場集中和成形元件的材料和形狀,以及燈主體102和導(dǎo)電涂層120,從而獲得期望諧振頻率和場強度分布。模擬可以使用諸如從賓夕法尼亞州匹茲堡的Ansoft,Inc.可獲得的HFSS以及從馬薩諸塞州伯靈頓的COMSOL,Inc.可獲得的FEMLAB的軟件エ具來執(zhí)行。期望屬性于是可以根據(jù)經(jīng)驗精細調(diào)諧。在示例實施例中,RF功率可以在介于大約50MHz和大約IOGHz之間的范圍或其中包含的任何范圍的頻率被提供。RF功率可以在整體燈的諧振頻率處或者在該諧振頻率附近被提供到驅(qū)動探針170。頻率可以主要基于場集中和成形元件被選擇,從而提供燈中的諧振(與主要基于燈主體的尺度、形狀和相對介電常數(shù)被選擇相反)。在示例實施例中,燈100的基本諧振模式的頻率被選擇,不過在一些實施例中,更高階模式也可以被使用。在示例實施例中,RF功率可以在諧振頻率或者在比諧振頻率高或低0%至10%的范圍或其中包含的任何范圍被應(yīng)用。在一些實施例中,RF功率可以在比諧振頻率高或低大約0%至5%的范圍被應(yīng)用。在一些實施例中,功率可以在比諧振頻率高或低大約O至50MHz的范圍或其中包含的任何范圍中的ー個或多個頻率處被提供。在另ー示例中,功率可以在至少ー個諧振模式的諧振帶寬中的ー個或多個頻率處被提供。諧振帶寬為(在諧振腔體的頻率與功率 的曲線圖上)在諧振頻率任一側(cè)邊上的功率最大值一半處的全頻率寬度。在示例實施例中,RF功率引發(fā)燈泡100中的發(fā)光等離子體放電。在示例實施例中,功率是通過RF波耦合提供。在示例實施例中,RF功率在燈主體102中形成駐波的頻率處被耦合(當(dāng)使用微波頻率時,有時稱為持續(xù)波形放電或微波放電),不過諧振條件強烈地受由場集中和成形元件形成的結(jié)構(gòu)影響,這與其中諧振頻率主要由微波腔體的形狀、尺度和相對介電常數(shù)確定的燈形成對比。在示例實施例中,放大器210可以在不同偏置條件在多個操作模式中操作以改善啟動以及隨后改善在穩(wěn)態(tài)操作期間的整體放大器效率。例如,放大器210可以被偏置,從而在啟動期間在A/B類模式中操作以提供更好動態(tài)范圍,并且在穩(wěn)態(tài)操作期間在C類模式中操作以提供更大效率。放大器210也可具有增益控制,該增益控制可以用于調(diào)整放大器210的增益。放大器210可包含多個增益級或單個級。反饋探針172示為通過衰減器216和移相器214被耦合到放大器210的輸入。衰減器216被用于調(diào)整反饋信號的功率至用于輸入到移相器214的恰當(dāng)水平。在ー些示例實施例中,第二衰減器可以用在移相器214和放大器210之間以調(diào)整信號功率至供放大器210放大的恰當(dāng)水平。在一些實施例中,(ー個或多個)衰減器可以是由控制電子器件218控制的可變衰減器。在其它實施例中,(ー個或多個)衰減器可以設(shè)定到固定值。在ー些實施例中,燈驅(qū)動電路106可以不包含衰減器。在示例實施例中,移相器214可以為由控制電子器件218控制的電壓受控移相器。反饋環(huán)路在基于負載條件和反饋信號的相位的頻率自動地振蕩。此反饋環(huán)路可以用于維持燈主體102中的諧振條件,即使當(dāng)?shù)入x子體被點火時負載條件改變以及燈100的溫度改變。如果相位使得對于循環(huán)通過環(huán)路的特定頻率的波發(fā)生相長干渉,并且如果環(huán)路(包含放大器210、燈100和所有連接元件)在該頻率的總響應(yīng)使得在該波在穿過環(huán)路之后被放大而不是被衰減,則該環(huán)路將在該頻率振蕩。移相器214的具體設(shè)置是否引起相長或相消反饋取決于頻率。移相器214可以用于在燈的頻率響應(yīng)支持的范圍內(nèi)精細調(diào)諧振蕩頻率。在如此操作吋,其也有效地調(diào)諧RF功率以何種程度被耦合到燈100內(nèi),這是因為功率吸收依賴于頻率。因而,移相器214可以提供對燈輸出強度的快速精細可調(diào)諧的控制。調(diào)諧和去調(diào)諧二者均可以是有用的。例如,當(dāng)部件老化改變整體環(huán)路相位時,調(diào)諧可以用于使強度最大化;并且去調(diào)諧可以用于控制燈調(diào)光。在一些示例實施例中,選擇用于穩(wěn)態(tài)操作的相位可以略微脫離諧振,因此最大亮度不被獲得。這可以用于為控制電子器件218增大和/或減小亮度留出空間。在圖9所示的示例燈驅(qū)動電路106中,控制電子器件218連接到衰減器216、移相器214和放大器210??刂齐娮悠骷?18提供信號以調(diào)整由衰減器216提供的衰減水平、移相器214的相位、放大器210操作的類別(例如A/B類、B類或C類模式)和/或放大器210的増益以控制被提供到燈主體102的功率。在一個示例中,放大器210具有三級,即預(yù)驅(qū)動器級、驅(qū)動器級和輸出級,并且控制電子器件218提供分離的信號到每級(用于預(yù)驅(qū)動器級的漏極電壓以及驅(qū)動器級和輸出級的柵極偏置電壓)。預(yù)驅(qū)動器級的漏極電壓可以被調(diào)整從而調(diào)整放大器210的増益。驅(qū)動器級的柵極偏置可以用于接通或切斷放大器210。輸出 級的柵極偏置可以用于選擇放大器210的操作模式(例如,A/B類、B類或C類)。控制電子器件218范圍可涵蓋簡單模擬反饋電路到具有控制燈驅(qū)動電路106操作的嵌入軟件或固件的微處理器/微控制器??刂齐娮悠骷?18可包含容納當(dāng)某些操作條件被檢測到時將使用的控制參數(shù)(例如相移的量或放大器増益)的查找表或其它存儲器。在示例實施例中,有關(guān)燈的光輸出強度的反饋信息或者直接地由光學(xué)傳感器220 (例如在可見波長靈敏的硅光電ニ極管)提供,或者間接地由RF功率傳感器222 (例如整流器)提供。RF功率傳感器222可以用于確定在驅(qū)動探針170的正向功率、反射功率或凈功率,從而確定燈100的操作狀態(tài)。匹配網(wǎng)絡(luò)212可以設(shè)計成也包含定向耦合器部分,該定向耦合器部分可以用于抽取小部分的功率并將其饋送到RF功率傳感器222。RF功率傳感器222也可以在反饋探針172耦合到燈驅(qū)動電路106以用于此目的檢測傳輸功率。在一些示例實施例中,控制電子器件218可以在持續(xù)基礎(chǔ)上調(diào)整移相器214從而自動地維持期望操作條件。移相器214的相位和/或放大器210的増益也可以在啟動之后被調(diào)整以改變燈100的操作條件。例如,輸入到燈泡104中的等離子體的功率可以被調(diào)制從而調(diào)制由等離子體發(fā)射的光的強度。這可以用于亮度調(diào)整或者用于調(diào)制光以調(diào)整投影顯示器中的視頻效應(yīng)。例如,投影顯示系統(tǒng)可以使用微顯示器,該微顯示器使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制投影圖像的強度。對于每個顯示的幀,通過控制在〃接通(ON)"或〃斷開(OFF)"狀態(tài)中花費的時間份額,PWM實現(xiàn)對任何具體像素的強度的成比例調(diào)制。通過在視頻的暗幀期間減小燈100的亮度,更大范圍的PWM值可以用于區(qū)分視頻的幀內(nèi)的陰影。在色輪的具體色段期間燈100的亮度也可以被調(diào)制以用于色彩平衡,或者在色輪的綠色段期間通過減小燈100的亮度來補償暗場景中的緑色雪效應(yīng)。在另ー示例實施例中,移相器214可以被調(diào)制以在更大帶寬上展開由燈電路106提供的功率。這可以降低在任一頻率處的EMI并且由此幫助遵守聯(lián)邦通訊委員會(FCC)有關(guān)EMI的條例。在示例實施例中,頻譜展開程度可以為從5%至30%或其中包含的任何范圍。在一個示例實施例中,控制電子器件218可包含電路系統(tǒng)以生成鋸齒電壓信號并且將其與將應(yīng)用到移相器214的控制電壓信號求和。在另ー示例中,控制電子器件218可包含微控制器,該微控制器生成脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號,該脈沖寬度調(diào)制信號被傳遞通過外部低通濾波器從而生成將應(yīng)用到移相器214的調(diào)制控制電壓信號。在示例實施例中,可以在有效降低EMI而沒有對燈泡104中等離子體的任何顯著影響的水平提供移相器214的調(diào)制。在示例實施例中,在燈100的不同操作模式期間,放大器210也可以在不同偏置條件操作。放大器210的偏置條件對DC-RF效率可具有大的影響。例如,偏置成在C類模式操作的放大器比偏置成在B類模式操作的放大器更高效,偏置成在B類模式操作的放大器進而比偏置成在A/B類模式操作的放大器更高效。然而,偏置成在A/B類模式操作的放大器具有比偏置成在B類模式操作的放大器更好的動態(tài)范圍,偏置成在B類模式操作的放大器進而具有比偏置成在C類模式操作的放大器更好的動態(tài)范圍。在一個示例中,當(dāng)燈100首先接通時,放大器210被偏置在A/B類模式。A/B類提供更好動態(tài)范圍和更大增益以允許放大器210點火等離子體以及當(dāng)其在啟動期間調(diào)整時循著燈100的諧振頻率。一旦燈100達到全亮度,放大器偏置被移除,這將放大器210置于C類模式。這可以提供改善的效率。然而,當(dāng)燈100的亮度被調(diào)制低于某一水平(例如,小于全亮度的約70%)吋,C類模式中的動態(tài)范圍可能不足夠。當(dāng)亮度被降低為低于閾值吋,放大器210可以改變回到A/B類模式。可替換地,在一些實施例中,B類模式可以被使用。圖10A-B和IlA-D示出另ー示例實施例。圖10和11中的示例被設(shè)計成在大約150MHz操作,這允許使用高效率放大器。在示例實施例中,放大器可具有80%或90%或更大的效率。示例燈1000具有與驅(qū)動電路和電子器件分離的燈主體。驅(qū)動電路(包含電壓受控振蕩器、放大器、微處理器和印刷電路板)被圍在具有熱沉1011的分離的外殼1009中。功率從驅(qū)動電路通過同軸電纜被提供到燈主體的探針。用于同軸電纜的連接器示于1007。功率被提供到燈主體中并且被燈主體中的諧振天線結(jié)構(gòu)接收。功率由天線結(jié)構(gòu)耦合到燈泡1004。在此示例中,燈主體為諸如氧化鋁的陶瓷材料或其它固態(tài)電介質(zhì)材料。燈主體充當(dāng)燈泡的熱沉以及從探針到燈泡的功率的導(dǎo)管。燈主體被圍在金屬外殼中。外殼的前蓋件1005示于圖IOA并且具有切ロ(在圖IOB中示于1013)以允許光從燈泡逃逸。圖IOB示出前蓋件1005的后側(cè)邊。蓋件具有溝槽1015以容納燈泡的尾部,其幫助對準(zhǔn)和安裝燈泡。在一些實施例中,溝槽也可以為光電ニ極管或其它光電傳感器將感測的光提供通道。光行進通過尾部進入溝槽,光在溝槽可以被感測。圖IlA示出電介質(zhì)燈主體1100。導(dǎo)電元件(對應(yīng)于圖I中的124和126)是通過燈主體中涂敷有導(dǎo)電材料的鉆孔1138形成。鉆孔中心位于距離燈主體頂部22. 5mm處并且直徑為大約5mm。另ー開ロ 1142也被形成以用于容納探針,該探針提供RF功率到燈主體。開ロ 1142距離頂表面大約29. 5mm并且直徑為大約2. 5mm。在一個不例中,燈主體1100被設(shè)計成在大約150MHz操作。在此示例中,燈主體具有大約180mm的長度L、大約35mm的寬度W和大約45mm的高度H。此長度被用于提供導(dǎo)電元件(由鉆孔1138以及在另ー側(cè)邊的相應(yīng)鉆孔形成)的長度,該導(dǎo)電元件將提供在大約150MHz的諧振結(jié)構(gòu)。在此示例中,長度L大于寬度W或高度H的三倍。在其它實施例中,導(dǎo)電元件和燈主體的寬度W或高度H或其它尺度可以被調(diào)整以提供不同長度し高頻模擬軟件可以用于確定尺度的組合從而提供在期望頻率的諧振結(jié)構(gòu)。在此實施例中,燈主體的體積為大約283cm3并且燈泡體積可以在大約500至1500mm3的范圍。在此示例中,燈泡的體積小于燈主體的1/100。在其它示例中, 燈可具有在大約IOOcm3至IOOOcm3的范圍的體積并且可在300MHz或更小直至30MHz或更小的頻率或其中包含的任何范圍操作。在更低頻率,集總的元件可以與燈主體組合以増加電容和電感,從而減小頻率同時維持小的尺寸。燈主體1100由七個氧化鋁(或者其它陶瓷或固態(tài)電介質(zhì)材料)零件組裝而成。在每個端部上的兩個零件具有用于鉆孔1138和探針開ロ 1142的通孔。零件長度為大約30mm。三個中心零件示于圖IlBUlC和11D。部分1100B具有通過大約2mm的小間隙分開的導(dǎo)電天線電極1140B和導(dǎo)電頂表面。長度為大約28mm。導(dǎo)電天線電極1140B寬度為大約IOmm并且長度為大約7mm(2mm部分結(jié)束于5mm半徑)。中心部分1100C具有大約4mm的長度并且在分離電極1140B和1140D的凹部中不被涂敷。表面1122C(以及相対的表面)被涂敷以提供偶極天線結(jié)構(gòu)的中心部分,并且與部分1100B和1100C中的鉆孔形成電連接。被涂敷區(qū)域從頂表面向下延伸大約25mm并且結(jié)束于5mm半徑部分。部分1100C具有通過大約2mm的小間隙分開的導(dǎo)電天線電極1140C和導(dǎo)電頂表面。長度為大約28mm。導(dǎo)電天線電極1140C寬度為大約IOmm并且長度為大約7mm (2mm部分結(jié)束于5mm半徑)。圖13A示出根據(jù)另ー示例實施例的燈主體1300。燈主體設(shè)計成在450MHz操作并且在ー些實施例中可以與效率大于70%、75%或80%的放大器一起使用。燈主體1300由氧 化鋁(或者其它陶瓷或固態(tài)電介質(zhì)材料)的三個部分組裝而成。長度L為大約33mm,寬度W為大約35mm并且高度H為大約45mm。鉆孔1338距離頂表面大約22mm并且直徑為大約6mm。探針開ロ 1342距離頂表面大約29mm并且直徑為大約2. 5mm。在此示例中,長度L小于高度H和寬度W。在此示例中,燈主體的體積為大約51. 98cm3。在其它示例中,300至600MHz之間的頻率可以與在大約30cm3至IOOcm3的范圍的體積一起使用。燈1300的各部分示于圖13B、13C和13D。部分1300B具有通過大約2mm的小間隙分開的導(dǎo)電天線電極1340B和導(dǎo)電頂表面。長度為大約15mm。中心部分1300C長度為大約3mm并且在分離電極1340B和1340D的凹部中不被涂敷。表面1322C(以及相対的表面)被涂敷以提供偶極天線結(jié)構(gòu)的中心部分,并且與部分1300B和1300C中的鉆孔形成電連接。被涂敷區(qū)域從頂表面向下延伸大約25mm并且結(jié)束于4. 5mm半徑部分。燈泡凹部大約9mm寬。部分1300D具有通過大約2mm的小間隙分開的導(dǎo)電天線電極1340D和導(dǎo)電頂表面。長度為大約15mm。圖12為根據(jù)另ー示例實施例的燈1200的截面圖。燈1200類似于圖9的燈,除了該燈不具有反饋探針并且使用不同功率電路之外。燈1200包含燈泡104、燈主體102、導(dǎo)電元件124和126、導(dǎo)電涂層120、偶極臂122、驅(qū)動探針170以及傳感器220。如圖12所示,燈驅(qū)動電路1206示為包含可以用于提供RF功率到驅(qū)動探針170的振蕩器1250和放大器1210(或者其它RF功率源)。驅(qū)動探針170嵌在燈1200的固態(tài)電介質(zhì)主體中??刂齐娮悠骷?218控制被提供到驅(qū)動探針170的頻率和功率水平??刂齐娮悠骷?218可包含微處理器或微控制器以及存儲器或其它電路系統(tǒng)以控制燈驅(qū)動電路1206??刂齐娮悠骷?218可致使功率以第一頻率和功率水平被提供用于初始點火,以第二頻率和功率水平被提供用于初始點火之后的啟動,以及當(dāng)燈1200達到穩(wěn)態(tài)操作時以第三頻率和功率水平被提供。在一些示例實施例中,附加頻率可以被提供以匹配在等離子體的啟動和加熱期間負載的變化條件。例如,在一些實施例中,超過16個不同頻率可以存儲在查找表中,并且燈1200可以按預(yù)設(shè)次數(shù)循環(huán)通過不同頻率以匹配負載條件的預(yù)期變化。在其它實施例中,頻率可以基于所檢測的燈操作條件被調(diào)整。控制電子器件1218可包含容納當(dāng)某些操作條件被檢測到時將使用的控制參數(shù)(例如頻率設(shè)置)的查找表或其它存儲器。在示例實施例中,有關(guān)燈的光輸出強度的反饋信息或者直接地由光學(xué)傳感器220 (例如在可見波長靈敏的硅光電ニ極管)提供,或者間接地由RF功率傳感器1222 (例如整流器)提供。RF功率傳感器1222可以用于確定在驅(qū)動探針170的正向功率、反射功率或凈功率,從而確定燈1200的操作狀態(tài)。定向耦合器1212可以用于抽取小部分的功率并將其饋送到RF功率傳感器1222。在一些實施例中,控制電子器件1218可以在持續(xù)基礎(chǔ)上調(diào)整振蕩器1250的頻率從而自動地維持期望操作條件。例如,在一些實施例中反射功率可以被最小化,并且控制電子器件1218可以快速切換頻率以確定頻率増大或減小是否將減小反射功率。在其它示例中,亮度水平可以被維持并且控制電子器件1218可快速切換頻率以確定頻率是否應(yīng)被增大或減小以調(diào)整由傳感器220檢測的亮度變化。圖14示出可以與示例實施例一起使用的另一燈驅(qū)動電路。在一些示例中,圖14所示的驅(qū)動電路與圖10、11和13所示類型的燈一起使用。如圖14所示,電路具有在期望頻率提供RF功率的電壓受控振蕩器(VCO)。RF功率被提供到三級放大器(在圖14中被示 為預(yù)驅(qū)動器、驅(qū)動器和輸出級)。經(jīng)放大的RF功率從輸出級被提供到插入燈主體的探針。電流感測電路采樣驅(qū)動電路中的電流并且提供有關(guān)電流的信息到微處理器。光電ニ極管感測來自燈泡的光輸出并且提供有關(guān)光強度的信息到微處理器。微處理器使用這些輸入來控制放大器的驅(qū)動器級和輸出級的增益Vgsl和Vgs2。微處理器還使用此信息控制VCO的頻率。如上所述,微處理器和VCO之間的頻譜展開電路可以用于調(diào)整到VCO的信號從而在一范圍上展開頻率從而降低EMI。然而,替代使用移相器來展開功率,到VCO的信號被調(diào)制。在點火期間,圖14中的微處理器使VCO傾斜通過一系列頻率直至從光電ニ極管檢測到點火。微處理器還基于電流感測來調(diào)整Vgsl和Vgs2以維持電路中期望電流水平。一旦表明點火的光閾值水平被檢測到,微處理器進入預(yù)熱狀態(tài)。在預(yù)熱期間,微處理器使VCO頻率傾斜向下通過預(yù)限定范圍并且在每個頻率跟蹤來自光電ニ極管的光輸出強度。它隨后將頻率調(diào)整到被確定為具有最高強度的水平。一旦光電ニ極管感測到表示預(yù)熱結(jié)束的另ー光閾值水平,微處理器進入運行狀態(tài)。在運行狀態(tài)中,微處理器以小的増量上下調(diào)整頻率,以確定頻率是否應(yīng)被調(diào)整從而以最小電流獲得目標(biāo)光水平。燈也可以被調(diào)光到小于10%、5%或1%的峰值亮度或者在一些實施例中甚至更小的低光水平。在接收調(diào)光命令吋,微處理器可以調(diào)整Vgsl和Vgs2從而調(diào)整放大器的增益以對燈調(diào)光。微處理器還繼續(xù)進行頻率的小調(diào)整以最優(yōu)化用于新目標(biāo)光輸出水平的頻率。示例實施例可以結(jié)合街道和區(qū)域照明燈具來使用。在示例實施例中,如圖11和13所示的燈結(jié)合定向的街道或區(qū)域照明燈具來使用,諸如具有引導(dǎo)光朝向地的遮罩的架空燈具,該燈具的示例示于圖15。具有傳統(tǒng)金屬鹵化物電弧燈的一些這些燈具可具有小于60%或小于50%的燈具效率。在許多情形中,來自傳統(tǒng)燈泡的光可以不是高度定向的,但是燈具可以是定向的。在其中光由于遮罩或其它蓋件的原因而是定向的這些燈具中,使用如圖11或13所示燈而不是傳統(tǒng)燈泡可以獲得大于80%或90%的燈具效率。燈具效率被測量為在目標(biāo)區(qū)域上從燈輸出的光數(shù)量相對于從燈具輸出的光數(shù)量。此外,燈效率例如燈可超過120或130流明每瓦(被測量為從鎮(zhèn)流器或放大器到燈每瓦輸入的流明輸出)。結(jié)果,通過使用根據(jù)示例實施例的燈,對于定向街道和區(qū)域照明燈具可以獲得高的燈和燈具效率?,F(xiàn)在參考圖16A,燈主體的透視分解圖1600示為包含一體式圓盤(puck) 1601、為探針插件1603的示例形式的插入部件、粉末插件1605 (即燈泡插件)、上和下接合劑功能部件(feature)1607、上蓋板1609A和下蓋板1609B。燈泡104的縱軸示為定位為平行于一體式圓盤1601的前豎直表面。圓盤1601示為單ー主體。圖16A所示的示例單ー主體因此與參考例如圖2、3和4在上文示出和描述的多個零件燈主體形成對比。圖16AA的前方正視圖1630示出從透視分解圖1600中位置“A”觀看的燈主體的前豎直(或者上)表面。類似地,后正視圖1650示出從位置“B”觀看的燈主體的后豎直(或者下)表面。一體式圓盤1601可以由例如氧化鋁(Al2O3)或者此處描述或在本領(lǐng)域中獨立地已知的各種其它陶瓷或電介質(zhì)材料形成。在示例實施例中,氧化鋁可以摻雜有ニ氧化鈦(TiO2)或各種其它類型的金屬氧化物摻雜劑。摻雜増大在燈主體可能經(jīng)歷的寬溫度范圍上氧化鋁的介電常數(shù)的穩(wěn)定性。例如,燈泡的壁溫度可以在700°C至高于1000°C的范圍操作。從環(huán)境室溫(例如20°C)到在燈操作期間遇到的高溫度,摻雜氧化鋁可以穩(wěn)定氧化鋁的介電常數(shù)。在特定示例實施例中,氧化鋁摻雜有按重量計1%至2%的TiO2。、
粉末插件1605或者可以預(yù)形成從而部分地圍繞燈泡104形成,或者可簡單地為粉末材料(例如Al2O3),該粉末材料隨后在燈主體被組裝時原位被燒結(jié)。粉末插件1605可以通過上和下接合劑功能部件1607使用各種高溫粘合劑材料而附著到一體式圓盤1601。上和下接合劑功能部件1607隨后附著到一體式圓盤1601并且被上蓋板1609A和下蓋板1609B覆蓋。如圖16A所示,下蓋板1609B被開槽ロ以接納燈泡104的尾部。一體式圓盤1601包含導(dǎo)電條1615,從而允許RF功率傳導(dǎo)到ー對橢圓形槽1619。這對橢圓形槽1619或者在內(nèi)部涂敷有或者填充有導(dǎo)電材料,從而將RF功率傳導(dǎo)到導(dǎo)電元件1621,例如形成偶極天線。導(dǎo)電元件1621可以由導(dǎo)電涂層形成并且形成為緊鄰燈泡104,因而將RF功率耦合到燈泡104。形成導(dǎo)電條1615、這對橢圓形槽1619以及導(dǎo)電涂層1621的導(dǎo)電涂層或鍍層諸如可以由例如銀涂料的各種導(dǎo)電涂層形成。在其它示例實施例中,在本領(lǐng)域中獨立地已知的其它類型導(dǎo)電涂層和金屬化技術(shù)可以被使用。涂層可以通過刷涂、噴涂、濺射、物理氣相沉積(PVD)或者各種其它技術(shù)被應(yīng)用。繼續(xù)參考圖16A,盡管這對橢圓形槽1619通過示例方式示為在截面中是橢圓的,但它們可以形成為包含圓形、方形和矩形的各種任意截面形狀。如果這對橢圓形槽1619不是用導(dǎo)電材料完全填充而是內(nèi)部被鍍覆或涂敷,則它們可以隨后用諸如氧化鋁的電介質(zhì)材料填充。在示例實施例中,這對橢圓形槽1619具有高大約3mm且寬大約5mm的截面尺度。在其它實施例中,這對橢圓形槽1619具有高大約Imm至5mm、寬Imm至5mm的截面尺度以及此范圍中包含或涵蓋的任何尺度。探針插件1603示為包含探針孔1611和可選的調(diào)諧孔1613。探針插件1603可以由例如氧化鋁或者具有與用于形成一體式圓盤1601的材料相同或不同的介電常數(shù)的另ー電介質(zhì)材料制成。探針孔1611可以被調(diào)整形狀和尺寸以接納驅(qū)動探針170 (或任何其它RF饋送器)和/或可選地如上所述的反饋探針172(見例如圖9)。盡管未示出,但ー個或多個附加探針孔或調(diào)諧孔還可以可選地被添加到探針插件1603??蛇x的調(diào)諧孔1613布置成容納非鐵調(diào)諧機制以調(diào)整燈主體的諧振頻率。下面通過示例方式參考圖17A和17B描述調(diào)諧機制。圖16A的一體式圓盤1601還示為包含一對槽ロ區(qū)域1617。這對槽ロ區(qū)域1617提供附加機制,可選地與調(diào)諧孔1613組合,從而如此處描述的那樣調(diào)整一體式圓盤1601的輸入阻抗和諧振頻率至燈的所選擇的操作頻率。在示例實施例中,一體式圓盤1601用導(dǎo)電涂層涂敷,并且一體式圓盤1601因而可以形成諧振波導(dǎo)。在示例實施例中,通過移除這對槽ロ區(qū)域1617中的小部分的一體式圓盤1601 (即在導(dǎo)電條1615的任一側(cè)邊上),導(dǎo)電條1615的有效長度増大。在示例實施例中當(dāng)導(dǎo)電條1615的有效長度增大時,一體式圓盤1601的諧振頻率對于每毫米的有效長度増大降低了大約10MHz。因而,在示例實施例中,僅僅通過從槽ロ區(qū)域1617中的一體式圓盤1601移除三毫米的材料,一體式圓盤1601的諧振頻率可以降低30MHz。在槽ロ區(qū)域1617中的一體式圓盤1601的角附近材料不需要移除并且針對ー體式圓盤1601的整個高度不需要“形成溝槽”。用于移除材料的技術(shù)包含例如激光消融或機械研磨或切割。因此,在示例實施例中,對于導(dǎo)電條1615的每毫米的有效增大長度,燈主體的諧振頻率可以被精細調(diào)諧大約10MHz。因此,一體式圓盤1601可以故意設(shè)計成略微高于燈的期望諧振頻率并且簡單地通過移除槽ロ區(qū)域1617中的材料而可以被精細調(diào)諧。附加地,燈可以被精細調(diào)諧以滿足RF操作特性的政府和其它法規(guī)要求。例如エ業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)(ISM)頻帶由國際電信聯(lián)盟(ITU,總部在瑞士日內(nèi)瓦)定義以將部分帶寬提供給通常被認為對社會是有用的使用RF技術(shù)的應(yīng)用。ISM裝置只可以在這些頻帶中自由地輻射,因此精確頻率調(diào)諧可以用于確保符合性。如果燈主體不是依據(jù)ISM頻帶操作,則諧振頻率可以根據(jù)需要調(diào)諧?,F(xiàn)在參考圖16B,在上述各種部分組裝之后示出圖16A的燈主體的透視圖。探針插件1603已經(jīng)附著(例如通過接合劑或其它高溫粘合劑)到一體式圓盤1601。圖16B上的箭頭表示從一體式圓盤1601的右側(cè)邊(相對于如所示燈泡定向為朝向前)觀看的截面A-A。圖16C示出圖16B的組裝的燈主體的截面圖。圖17A示出安裝到熱沉1701的圖16B的組裝燈主體的截面圖??蛇x的調(diào)諧機制1703示為部分地插入調(diào)諧孔1613。調(diào)諧機制1703物理地安裝到一部分熱沉1701。下面參考圖17B討論調(diào)諧機制1703的示例效應(yīng)。在示例實施例中,調(diào)諧機制1703為由ー個或多個貝爾維爾墊圈或彈簧(未示出)保持就位的M4黃銅螺釘。貝爾維爾墊圈提供調(diào)諧機制1703上的預(yù)負載,由此至少降低任何機械反沖影響。在其它示例實施例中,與調(diào)諧機制1703同心安裝的標(biāo)準(zhǔn)波形墊圈或壓縮彈簧可以被采用作為預(yù)負載裝置。ー個或多個同心螺母可以結(jié)合調(diào)諧機制1703使用,從而在期望輸入阻抗或者諧振頻率一旦實現(xiàn)時牢固地鎖定調(diào)諧機制1703。調(diào)諧機制1703可以由任何非鉄金屬(諸如黃銅或者鍍覆有例如銀或另一非氧化非鉄金屬涂層的黃銅)形成或加工而成。調(diào)諧機制1703也可以由鍍覆或其它方式涂敷有非鉄金屬涂層的非金屬材料形成。例如,調(diào)諧機制1703可以由鍍覆有銀或另一非氧化或低氧化涂層的尼龍螺釘制成。盡管圖17A表明調(diào)諧機制1703通過示例方式形成有頭部(例 如十字開槽的扁圓或平頭),但頭部對輸入阻抗或諧振頻率可具有很小(如果有的話)的影響,并且因此并非在所有實施例中是必須的。附加地,調(diào)諧機制無需帶螺紋的并且可以簡單地是可以置于調(diào)諧孔1613中的非鉄棒或者具有非鐵涂層的電介質(zhì)棒。如參考圖17B的諧振曲線圖1750所指出,一體式圓盤1601的諧振頻率可以向下調(diào)整。例如,通過調(diào)諧該調(diào)諧機制1703更進ー步進入一體式圓盤1601的主體大約25mm,頻率可以向下偏移大約15MHz。在其它示例實施例中,調(diào)諧機制可以被限制到5_或更小的的總行進距離。另外如諧振曲線圖1750中所示,RF驅(qū)動頻率(回到放大器)的回波損耗也可以通過調(diào)整該調(diào)諧機制1703而被控制。因此,在示例實施例中,當(dāng)結(jié)合移除槽ロ區(qū)域?qū)?617中的部分一體式圓盤1601的第一調(diào)諧源(見圖16A和16B)使用時,調(diào)諧機制1703可以是用于調(diào)諧燈主體的第二源。附加地,調(diào)諧機制可以彼此分開或者獨立地使用。除了考慮一體式圓盤1601的諧振頻率,有關(guān)燈泡的可靠性和長壽命的其它因素也可以被評估。例如,取決于等離子體燈的物理安裝和空間考慮,燈泡的每個定向可具有更高輸出或更長壽命或者這二者。例如,等離子體燈可以在大約1000°C至1200°C的范圍的燈泡溫度操作。由于提升的操作溫度,作用在燈泡中的氣體填充物和所生成的等離子體上的熱浮力致使氣體和所生成的等離子體朝向燈泡的最上部分上升。理想地,燈泡的溫度在其內(nèi)部表面各處是等溫的。在等溫條件下,對于給定輸入功率,來自燈泡的光輸出増大。高壓放電燈的輸出與燈泡的內(nèi)部表面上最冷點(所謂的“冷點”)的溫度有夫,因為這是諸如金屬鹵化物和汞的劑量化學(xué)物冷凝的地方。典型地,冷點溫度越高,產(chǎn)生的光輸出越多。輸入功率的功能是通過等離子體的歐姆自加熱將冷點加熱至足夠高溫度,使得大量的光被生成。此過程的副產(chǎn)物是存在相應(yīng)“熱點”,該熱點是燈泡的 內(nèi)部表面上的最熱點。熱點溫度不顯著地影響光輸出,但是它在根據(jù)兩種主要故障機制的燈泡故障中起到顯著作用。第一故障機制為燈泡熔化,其中熱點溫度超過燈泡容器材料的熔點。在具有連續(xù)粘度曲線和沒有明確熔點的石英或其它玻璃材料的情況下,此溫度經(jīng)常稱為“工作點”或“工作溫度”。對于石英,工作溫度為大約1100°c。第二故障機制涉及在熱點的在劑量化學(xué)物和石英材料之間的化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)可以在石英容器中形成空洞和其它微觀不連續(xù),其最終可能引起壁的熔化或破裂。已知這些反應(yīng)在更高溫度時更快地發(fā)生。最優(yōu)設(shè)計將冷點提升得盡可能熱,同時將熱點降低得盡可能冷,或者換言之,將使冷點和熱點的溫度一起以形成等溫?zé)襞?。然而,?dāng)氣體被加熱時,氣體的局部密度減小。因此,較不致密的氣體上升,從而引起非対稱溫度分布,這通常使得等溫操作是困難或不可能的。較不致密氣體上升的條件已知為作用在氣體上的熱浮力。在其中燈必須反轉(zhuǎn)以引導(dǎo)光向下的等離子體燈的應(yīng)用中(諸如在街道照明中),熱浮力可能引起問題。對于第一近似,在反轉(zhuǎn)位置中,所生成的等離子體的最大密度以及因此所生成的光的最大數(shù)量是在反射器附近并且不朝向燈泡的露出側(cè)邊的燈泡的頂部。因而,燈的總輸出可以由于兩個原因而整體降低第一,被引導(dǎo)向上的光必須首先從燈泡反射器反射,具有在給定波長與反射器關(guān)聯(lián)的任何損耗。第二,燈的非等溫操作要求供應(yīng)到燈泡的凈功率應(yīng)以某種方式受限制使得熱點不超過石英的工作溫度。因此,冷點將不會與在等溫條件下對于相同輸入功率的相同燈泡一樣熱。因此,當(dāng)燈泡中的等離子體分布的密度變得參考燈泡壁,通過燈泡的中心,到相對的燈泡壁而更對稱時,可以獲得更高的來自燈泡的光輸出。也就是說,在石英壁是均勻的并且在中心是熱的等離子體溫度分布是優(yōu)選的。對稱溫度分布因此是優(yōu)選的,其中電弧在所有方位上等同地遺失熱量到壁。與熱浮力有關(guān)的ー個問題為對稱性受干擾,并且與ー個側(cè)邊相比,浮動電弧將把更多熱量傾瀉到另ー個側(cè)邊。在典型燈主體設(shè)計中,當(dāng)燈泡處于運行模式時,在燈泡中生成的等離子體電弧在間隙的每個側(cè)邊具有兩個沖擊點。沖擊點位于形成偶極天線的導(dǎo)電元件(例如圖16A的導(dǎo)電元件1621)緊鄰燈泡之處的附近。如果等離子體電弧沖擊點在燈泡的更大區(qū)域上展開,則通過減小在電弧沖擊點的熱點功率密度,燈泡的熱環(huán)境被改善。通過改變燈泡下方(例如在燈泡所在的圓盤溝槽區(qū)域之處,見圖16A)的圓盤金屬化圖案,電弧沖擊點可以受影響。金屬化圖案的各種幾何結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成最優(yōu)化RF功率到燈泡的耦合,使得局部內(nèi)燈泡壁溫度被維持在充分低水平以最小化或防止燈泡包殼熔化或上文討論的其它負面化學(xué)壁反應(yīng)。使用特殊形狀的金屬化圖案以形成偶極天線,可以改善等離子體電弧放電的穩(wěn)定。由于金屬化圖案的原因,等離子體電弧端部可以被展開或者放電可以被分離成若干分開的平行放電列,如下文更詳細所討論。參考圖18A,燈主體的前方正視圖1800示出示例偶極金屬圖案。盡管示例偶極金屬圖案被示于一體式圓盤1601上,但在這個以及其它示例實施例中描述的金屬圖案也可以在各種其它種類和類型的無電極等離子體燈上被采用。前方正視圖1800示為包含如此處所描述形成偶極天線的ー對金屬化區(qū)域1801。每個偶極天線包含一對相對的金屬指狀物1803,其凸出到位于這對金屬化區(qū)域1801之間的窄間隙1825中。在下文更詳細描述金屬指狀物的一般特征。 參考圖18AA,下文給出的示例實施例所共有的特征是存在相対的金屬指狀物1811(或者凸出),其凸出到偶極元件1807之間的間隙1805中。在下述的各種示例實施例中,可以存在多于ー對相対的金屬指狀物。相対的金屬指狀物1811提供偶極電場的局部增強以改善燈點火特性。一旦RF功率被應(yīng)用到偶極元件1807,在相対的指狀物1811之間電場將最強,這是由于那里的間隙距離最短。在此具體示例中,在相対的指狀物的任一側(cè)邊的間隙距離D1為4mm并且相対的指狀物之間的間隙距離D2降低到2mm。每個相対的指狀物的寬度W1為3mm并且每個相對的指狀物長度L1為1mm。每個偶極元件1807的整體寬度W3為12mm,在相対的指狀物的任ー側(cè)邊的寬度W2為大約4. 5mm。在其它示例實施例中,間隙距離D1可以在大約2mm至IOmm的范圍。間隙距離D1部分地取決于間隙距離D2 ;當(dāng)間隙距離D2增加時,間隙距離D1也増加。間隙距離D1還部分地取決于燈泡的內(nèi)部長度。在ー個示例實施例中,間隙距離D1與燈泡的內(nèi)部長度的比例可以為大約25%至30%。在其它示例實施例中,該比例可以為大約10%至40%。相対的指狀物之間的間隙距離D2可以在大約O. 5mm至3mm的范圍。每個相対的指狀物的寬度W1可以在大約Imm至6mm的范圍,并且每個相対的指狀物的長度L1可以在2_至4_的范圍。每個偶極元件1807的整體寬度W3與燈泡的外部直徑有關(guān)并且可以在燈泡的外部周長的大約30%至70%的范圍。如果燈泡被安裝為更靠近偶極元件1807,則整體寬度W3可以更接近燈泡的周長的30%(因而減小被偶極元件1807阻擋的光的數(shù)量)。如果燈泡被安裝為更遠離偶極元件1807,則整體寬度W3可以更接近燈泡的周長的70%,這是由于當(dāng)燈泡安裝為離得更遠時,偶極元件1807具有更小的纏繞燈泡并因而阻擋由燈泡發(fā)射的光的的趨勢。在相対的指狀物1811的任ー側(cè)邊的寬度W2的范圍將取決于每個相対的指狀物1811的寬度W1以及偶極元件1807的總寬度W3。相対的指狀物1811的優(yōu)點在于,僅僅在直接在相対的指狀物1811之間的間隙1805內(nèi)的窄部分中,并且不貫穿整個間隙(也就是說,偶極元件1807之間的間隙的整個寬度W3),電場被增強。在偶極元件1807的外部邊緣1809電場過高是有問題的,這是因為存在毗鄰這些邊緣的空氣。高電場會在這些靠近空氣的區(qū)域中引發(fā)形成電弧或電介質(zhì)擊穿,這可能引起燈故障。因此,僅僅在不存在空氣區(qū)域的與燈泡緊鄰以及燈泡下方(或者在燈泡上方,取決于從燈泡到圓盤的相對定向)増大場強度是明智的。由相対的金屬指狀物1811引起的相對較強的電場允許初始等離子體擊穿電離(也稱為點火)以顯著降低的到圓盤的輸入功率進行。相対的指狀物1811對運行的等離子體影響很小。指狀物主要用于輔助一個或多個等離子體電弧的點火,如下文更詳細討論。只要指狀物與偶極金屬區(qū)域的整體尺寸相比之下是比較小的,它們將不會顯著地影響偶極沖擊。用于輔助點火的指狀物的尺寸并不重要,并且此處給出的尺寸幫助等離子體的點火。由指狀物產(chǎn)生的電場增強與指狀物之間的窄間隙的距離D2成反比。例如,當(dāng)窄間隙的距離減小為一半?yún)迹妶鲈鰪姶蠹s翻倍。指狀物的寬度W1對多大的提高被提供到電場也有影響,但是影響不如窄間隙的距離那么大。再次參考圖18A,除了一對相對的指狀物1803之外,這對金屬化區(qū)域1801的金屬化圖案類似于圖16A的導(dǎo)電元件1621。例如,RF功率通過這對橢圓形槽1619被傳導(dǎo)。這對橢圓形槽1619或者內(nèi)部被涂敷有導(dǎo)電材料或者填充有導(dǎo)電材料,從而將RF功率傳導(dǎo)到形成偶極天線的這對金屬化區(qū)域1801。(這對橢圓形槽1619在圖19A至21A中被類似地布置以將RF功率傳導(dǎo)到所示的各種相應(yīng)導(dǎo)電元件)。在此示例實施例以及其它示例實施例中的這對金屬化區(qū)域1801可以如上所述由各種鍍覆、成形或涂敷技術(shù)形成。例如,電鍍層 或銀涂料或其它金屬涂料或涂層可以燒制在一體式圓盤1601上。在其它示例實施例中,其它類型的導(dǎo)電涂層、金屬化技術(shù)或者金屬部件可以被使用。當(dāng)金屬化區(qū)域為涂層時,涂層可以通過刷涂、噴涂、濺射、物理氣相沉積(PVD)或者各種其它技術(shù)被應(yīng)用。在特定示例實施例中,金屬化區(qū)域1801為銀(Ag)涂料,厚度為大約50微米。這對金屬化區(qū)域1801的整體長度D。相對于燈泡的整體長度是相對不重要的,只要長度D。足以圍繞這對橢圓形槽1619使得槽和金屬化區(qū)域之間可以形成電接觸即可。圖18B是等離子體燈的燈泡1833中的等離子體電弧分布1831的圖示,其中燈泡1833置為緊鄰圖18A的偶極金屬圖案。燈泡1833可以類似于上文參考其它示例實施例討論的燈泡104。燈泡1833的俯視圖1830示出在遠離金屬化圖案的燈泡的側(cè)邊上的等離子體電弧分布1831 (即這對金屬化區(qū)域1801位于燈泡1833下方)。燈泡1833的截面圖1850(在截面A-A)示出具有鄰近這對金屬化區(qū)域1801的兩個等離子體電弧沖擊點1851的等離子體電弧分布1831。圖19A示出燈主體的前方正視圖1900,其示出示例開槽設(shè)計偶極金屬圖案。前方正視圖1900示為包含形成偶極天線的ー對金屬化區(qū)域1901。每個金屬化區(qū)域包含ー對相對的指狀物1923,其凸出到位于金屬化區(qū)域之間的窄間隙1905中。每個這對金屬化區(qū)域1901類似于圖18A的這對金屬化區(qū)域1801。然而,此示例實施例中示出的這對金屬化區(qū)域1901還包含ー對槽1903。槽1903沒有被金屬化(即,它們是不導(dǎo)電區(qū)域)并且因此不傳導(dǎo)RF功率,并且有效地形成所生成的電場的“死區(qū)”。槽1903因此去局部化并且在槽1903的任ー側(cè)邊上展開等離子體沖擊點。因此,如下文參考圖19B所示,等離子體沖擊點在燈泡的更大區(qū)域上被展開。槽1903可以或者通過移除由槽1903定義的區(qū)域中的導(dǎo)電材料形成,或者可替換地,在應(yīng)用導(dǎo)電材料之前槽的區(qū)域可以被掩蔽。例如,具有期望偶極金屬圖案的聚合物或光刻掩??梢詰?yīng)用到一體式圓盤1601。導(dǎo)電涂層(例如銀)隨后可以被刷涂或者以其它方式涂敷到基本上僅僅由掩模露出的圓盤的那些區(qū)域上。一旦導(dǎo)電涂層干燥或者以其它方式固化,掩??梢噪S后被移除。應(yīng)指出,金屬化區(qū)域可以使用其它技術(shù)或方法形成。例如,金屬化區(qū)域可以是金屬板,該金屬板置為緊鄰燈泡并且被成形和尺度調(diào)整以更改燈泡中的等離子體電弧。參考圖19C在下文描述在特定示例實施例中的槽1903的尺度。通常,槽1903可具有尺度長度D3,該尺度長度D3基于此處給出的其它尺度僅僅由相対的指狀物對1923和橢圓形槽對1619之間的物理距離限制。通常,槽1903的最小長度D3取決于從金屬化區(qū)域到燈泡的距離以及燈泡的壁的厚度。當(dāng)?shù)綗襞莸木嚯x以及壁的厚度增大時,槽長度D3需要增大以確保所生成的電場的有效“死區(qū)”。在特定示例實施例中,槽長度D3為大約1mm?;谶@些尺度,如果在物理上存在足夠的空間(至少部分地基于圓盤的尺寸和燈泡的尺寸)以安置附加槽,則附加槽對可以被添加到金屬化區(qū)域以形成附加死區(qū)。通常,每個附加槽距離任何后續(xù)槽大約1mm。槽的寬度W4可以直至金屬化區(qū)域1901的總寬度的80%或更大(例如見參考圖18AA的寬度W3的討論),使得至少一部分導(dǎo)電材料保留在槽1903的任ー側(cè)邊上,從而將電流從橢圓形槽1619傳導(dǎo)到相対的指狀物1923。圖19B是等離子體燈的燈泡1833中的等離子體電弧分布1931的圖示,其中燈泡 1833置為緊鄰圖19A的開槽設(shè)計偶極金屬圖案。如燈泡1833的俯視圖1930中指出,等離子體電弧分布1931在比圖18B的等離子體電弧分布1831的可比較的區(qū)域更大的區(qū)域上被展開。燈泡1833的截面圖1950(在截面A-A)示出等離子體電弧分布1931,其具有鄰近這對金屬化區(qū)域1901的多個等離子體電弧沖擊點1951。技術(shù)人員將意識到,在槽1903上方各點處,等離子體沖擊點或者不出現(xiàn)或者被最小化。等離子體電弧沖擊點1951的每個端部被分割成兩個分離的沖擊點,因而增大電弧附連到燈泡的壁之處的區(qū)域。如截面圖1950中指出,在鄰近槽1903形成之處的區(qū)域,電弧趨于不附連到燈泡壁。由于等離子體以更加受干擾的方式附連到燈泡壁,所以從等離子體傳導(dǎo)到石英的熱量的峰值功率密度降低,并且等離子體可以熔化穿過燈泡壁的機會更少。因而,與圖18B的沖擊區(qū)域1851相比,開槽設(shè)計使等離子體電弧沖擊點1951在燈泡1833上的區(qū)域上方展開。更大的沖擊區(qū)域降低燈泡中的局部化熱點并且因而如上所述改善燈泡的可靠性和壽命。例如,通過在更大區(qū)域上展開沖擊點,燈泡的局部化加熱被更均勻地分布,由此減小等離子體熔化燈泡壁的概率。圖19C為圖19A的開槽設(shè)計偶極金屬圖案的尺度的特定示例實施例。每個槽1903寬2mm并且槽1903之間的中心到中心距離為8. 9mm(從金屬化區(qū)域1901的中心線到每個槽的中心為4. 45mm)。所示的尺度僅僅作為示例給出,并且其它尺度、形狀和幾何結(jié)構(gòu)可以被使用。例如,附加槽對可以被添加在在金屬化區(qū)域1901之間形成的金屬間隙1905的任ー側(cè)邊上。就燈泡的物理尺寸限制槽可以有效地展開等離子體的距離而言,槽的數(shù)目和尺寸將至少部分地取決于燈泡的尺寸。再次參考圖19A,開槽偶極設(shè)計主要打算用于在豎直向下定向中操作的燈。在此上下文中“豎直”特別地取意為在目標(biāo)應(yīng)用中,燈的光軸在+/-45度內(nèi)基本上與地球的重力場對準(zhǔn)。在此處給出的實施例中,該定向垂直于容納燈泡的圓盤的表面?!跋蛳隆比∫鉃闊舻墓廨敵龌旧蠌奶嵘恢帽灰龑?dǎo)朝向地球。典型的豎直向下應(yīng)用包含街燈和停車場燈。豎直向下操作的燈將支持向上浮動到最接近偶極金屬和間隙區(qū)域的燈泡壁中的等離子體。這種等離子體是內(nèi)在地穩(wěn)定的,因為熱浮力將等離子體驅(qū)趕到所應(yīng)用的電場為最大的區(qū)域中。這些燈與在豎直向上定向中操作的那些燈形成強烈對比?!跋蛏稀比∫鉃闊舻墓廨敵龌旧媳灰龑?dǎo)離開地球。典型豎直向上應(yīng)用包含建筑照明,其中光被引導(dǎo)離地基本上向上朝向例如建筑物。豎直向上操作的燈將支持向上浮動到最遠離偶極金屬和間隙區(qū)域的燈泡壁中的等離子體(在下文更詳細描述)。這種等離子體會是內(nèi)在地不穩(wěn)定的,因為熱浮力將等離子體驅(qū)趕到所應(yīng)用的電場處于最小值的區(qū)域中。等離子體不穩(wěn)定性是通過在燈泡內(nèi)移動的電弧來以自身體現(xiàn),并且作為閃爍光為觀察者所顯見。如在電弧的周期振蕩中那樣,不穩(wěn)定性可以是有規(guī)律的,這會在燈的光分布的邊緣產(chǎn)生舞動的陰影??商鎿Q地,不穩(wěn)定性可以是雜亂的,具有隨機閃爍。燈閃爍的潛在機制在于,基本上浮動離開最大電場強度區(qū)域的電弧被在最大電場強度區(qū)域中形成的另ー個更小電弧取代。當(dāng)?shù)谝浑娀±鋮s且熄滅時,第二電弧加熱并且由于熱浮力而上升到燈泡頂部。只要功率被應(yīng)用,這個過程就重復(fù),借此每個等離子體電弧僅僅臨時存在直至它被新形成的電弧取代。對于其中電弧是內(nèi)在地穩(wěn)定的豎直向下操作的情形,偶極的各種示例實施例被圖案化,從而通過減小熱點溫度展開電弧沖擊點以獲得更高可靠性。對于豎直向上操作的情形,金屬偶極圖案可包含附加特征,諸如如上所述的槽,從而通過限制一個或多個附連點的位置而穩(wěn)定電弧。具體而言,此處描述的實施例利用定義多個電弧附連位置的特征,使得等離子體基本上被分割為兩個電弧。下面討論雙電弧配置的穩(wěn)定性的原因。參考圖19CC,截面A-A示出豎直向上定向的燈的單個電弧1907。由于與重力1915相反地起作用的熱浮力的原因,單個電弧1907浮動到燈泡的頂部1913內(nèi),遠離最靠近偶極 金屬1909的最大電場1911。由于上文給出的原因,此電弧是內(nèi)在地不穩(wěn)定的。 繼續(xù)參考圖19CC,截面B-B示出穩(wěn)定的雙電弧1917配置。重要的是注意,雙電弧必然是起因于在偶極金屬1921附近的電場中具有兩個不同的局部最大值1919。雙最大電場以及所得到的雙電弧可能起因于下文參考圖21A所述的圖案化偶極元件。雙電弧使其穩(wěn)定性起源于每個電弧相互取代另ー個電弧。換言之,每個電弧一直上升到燈泡的頂部1913的能力受束縛,因為每個電弧被另ー個電弧橫向地排斥。因此與單個電弧相比,每個雙電弧更接近其相應(yīng)最大電場。通過仔細調(diào)整產(chǎn)生此雙電弧的偶極金屬圖案,電弧的浮力上升到燈泡中可以被控制。電弧的上升可以受限制使得其足夠接近其局部最大電場,以便新電弧不形成或者至少不立即形成從而取代該電弧,從而為該電弧提供豎直向上操作所需的穩(wěn)定性。下面參考圖21A給出對偶極金屬圖案的調(diào)整以控制電弧的上升。附加地,技術(shù)人員將顯見的是,雙電弧導(dǎo)致基本上比單個電弧更加等溫的燈泡,如下文所更詳細討論。比較圖19CC中的截面A-A到B_B,在單個電弧截面A-A中,熱點位于燈泡的頂部1913,毗鄰電弧掠過石英的點。在雙電弧截面中,兩個電弧中的每個都標(biāo)稱地傳導(dǎo)相同熱功率的一半到石英。附加地,兩個電弧在更大區(qū)域上這么操作,這是因為現(xiàn)在電弧和石英之間存在兩個接觸點。因此,與單個電弧相比,在雙電弧配置中傳導(dǎo)到石英的熱量在基本上更大區(qū)域上展開,并且燈泡壁溫度將更為等溫。圖20A為燈主體的前方正視圖2000,其示出示例雙間隙偶極金屬圖案。前方正視圖2000示為包含兩對金屬化相対的指狀物2005,其分別從ー對金屬化區(qū)域2001彼此平行地延伸。每個金屬化區(qū)域的一部分形成偶極天線。此示例實施例中示出的兩對金屬化相對的指狀物2005的每ー個包含位于每個金屬化區(qū)域之間的ー對窄間隙2003。一旦RF功率應(yīng)用到這對金屬化區(qū)域2001,如上所述對于某些燈定向,這對間隙2003可生成雙等離子體電弧。同樣如上所述,雙等離子體電弧增大電弧沖擊的區(qū)域并且進一歩在燈的豎直向上定向上提供増大的穩(wěn)定性。圖20B是等離子體燈的燈泡1833中的等離子體電弧分布的圖示,其中燈泡1833置為緊鄰圖20A的雙間隙偶極金屬圖案。燈泡1833的俯視圖2030示出等離子體電弧分布2031在比圖18B的等離子體電弧分布1831的可比較區(qū)域更大的區(qū)域上被展開。燈泡1833的截面圖2050(在截面A-A)示出鄰近這對金屬化區(qū)域2001的具有等離子體電弧沖擊點2051的等離子體電弧分布2031。根據(jù)如上所述機制,雙間隙圖案形成雙電弧。截面圖2050的平面位于所形成的雙電弧的兩個臂之間。因此在界面2050中繪制的電弧明確地被劃分為其面內(nèi)部分以及其面外部分,該面內(nèi)部分實際上與界面平面相交,并且該面外部分為位于界面平面后方的雙電弧的分離的臂。圖21A示出燈主體的前方正視圖2100,其示出另一雙間隙偶極金屬圖案的示例。前方正視圖2000示為包含形成偶極天線的ー對金屬化區(qū)域2101。前方正視圖2100示為包含兩對金屬化相対的指狀物2107,其分別從這對金屬化區(qū)域2101彼此平行地延伸。此示例實施例中示出的兩對金屬化指狀物區(qū)域2107包含位于每個金屬化區(qū)域2101之間的ー對窄間隙2103。每對金屬化區(qū)域2101類似于圖20A的金屬化區(qū)域?qū)?001。然而,此示例實施例中示出的這對金屬化區(qū)域2101包含平行于燈泡的長軸定向的中心縱向槽2105。中心縱向槽2105可具有長度D4,其幾乎延伸到橢圓形槽1619,從而在縱向槽2105的端部和橢圓 形槽1619之間留下足夠空間以傳導(dǎo)電流(基于金屬化區(qū)域的厚度以及導(dǎo)電性從而承載所需的電流密度)??v向槽2105的寬度W5將取決于此處討論的各種因素,其包含從金屬化區(qū)域2101到燈泡的距離以及燈泡壁厚度,從而如參考圖19CC的截面B-B所討論生成雙電弧。如果寬度W5太小,則金屬化指狀物對2107過于靠近在一起并且僅僅單個電弧被生成。如果寬度W5太大,則雙電弧會太快轟擊燈泡壁的內(nèi)部彎曲并且在管內(nèi)不會上升得足夠高以產(chǎn)生穩(wěn)定電弧。在特定示例實施例中,取決于金屬化區(qū)域2101的總寬度,寬度W5可以為1_至4_。在其它示例實施例中,取決于燈泡的內(nèi)部尺度,三對或更多對的金屬化指狀物可以被使用。利用更大的燈泡,可以支持更多的電弧而不將電弧合并為單個電弧。如下文所討論,一旦RF功率被應(yīng)用到金屬化區(qū)域?qū)?101,間隙對2103和中心縱向槽2105生成另ー類型的雙等離子體電弧。圖21B是置為緊鄰圖21A的雙間隙偶極金屬圖案的等離子體燈的燈泡1833中的雙等離子體電弧2131分布的圖示。如圖2IB的俯視圖2130所示,中心縱向槽2105將放電分割為兩個平行電弧。平行電弧是由中心縱向槽2105引起,如在燈泡1833的截面圖2150 (在截面A-A)中所示。圖21B與圖20B的雙電弧配置之間的顯著差異在于,相對于圖20B中電弧的面內(nèi)和面外配置,此處在圖21B中電弧完全彼此分離。圖21B所示的完全分離的雙電弧配置為豎直向上燈操作提供改善的電弧穩(wěn)定性。上述電路、尺度、形狀、材料和操作參數(shù)僅僅是示例,并且其它實施例可使用不同電路、尺度、形狀、材料和操作參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種無電極等離子體燈,包含 燈主體; 功率源,其被配置成經(jīng)由饋送器將射頻(RF)功率提供到燈主體; 緊鄰燈主體的燈泡,該燈泡容納填充物,當(dāng)RF功率從燈主體耦合到該填充物時,該填充物形成至少一個等離子體電?。? 至少一個導(dǎo)電元件,其被置為緊鄰燈泡的端部,該導(dǎo)電元件被成形以控制至少一個等離子體電弧的幾何結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中該燈泡為具有相對端部的細長燈泡,并且其中導(dǎo)電元件被置為緊鄰燈泡的每個端部。
3.如權(quán)利要求2所述的無電極等離子體燈,其中至少一個等離子體電弧的幾何結(jié)構(gòu)包含在等離子體電弧的每個端部和燈泡的壁之間的至少兩個沖擊點。
4.如權(quán)利要求3所述的無電極等離子體燈,其中每個導(dǎo)電元件定義由導(dǎo)電區(qū)域圍繞的具有至少降低的電場強度的不導(dǎo)電區(qū)域,其中不導(dǎo)電區(qū)域分開所述至少兩個沖擊點。
5.如權(quán)利要求4所述的無電極等離子體燈,包含第一導(dǎo)電槽和第二導(dǎo)電槽,在導(dǎo)電元件和饋送器或接地點之間延伸的每個槽對應(yīng)于關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電元件。
6.如權(quán)利要求4所述的無電極等離子體燈,其中槽的端部部分定義關(guān)聯(lián)的不導(dǎo)電區(qū)域。
7.如權(quán)利要求2所述的無電極等離子體燈,其中每個導(dǎo)電元件包含朝向相對的導(dǎo)電元件延伸的至少一個凸出,其中該凸出將電場集中為緊鄰燈泡的縱軸。
8.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中該凸出有利于等離子體的點火。
9.如權(quán)利要求2所述的無電極等離子體燈,還包含電介質(zhì)主體以支持燈泡,其中每個導(dǎo)電元件被提供在電介質(zhì)主體的表面上。
10.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中燈主體包含介電常數(shù)大于2的固態(tài)電介質(zhì)材料。
11.如權(quán)利要求4所述的無電極等離子體燈,其中燈主體具有相對的平行側(cè)表面。
12.如權(quán)利要求4所述的無電極等離子體燈,其中RF功率在燈主體的諧振頻率被提供。
13.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中燈主體為固態(tài)電介質(zhì)材料,燈主體定義細長通道,其沿著燈主體的下表面延伸; 插入部件,其被成形且尺度調(diào)整為被容納在該通道中; 功率源,其被配置成經(jīng)由饋送器將RF功率提供到燈主體; 該燈泡緊鄰燈主體的上表面;以及 在固態(tài)電介質(zhì)材料中的至少一個第二導(dǎo)電元件,其被配置成將電場集中為緊鄰燈泡。
14.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中下表面和上表面為燈主體的分隔開且相對的平行表面。
15.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中上表面包含細長開口從而至少部分地容納燈泡。
16.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中通道為在燈主體的相對側(cè)邊之間延伸的直角通道。
17.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中插入部件包含縱向延伸到該插入部件中以容納饋送器的鉆孔,來自功率源的功率經(jīng)由插入部件被耦合到燈主體中。
18.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中燈主體包含 至少部分地容納燈泡的細長開口; 第一和第二導(dǎo)電槽,其在細長開口和遠離下表面的通道的內(nèi)表面之間延伸,導(dǎo)電槽至少部分地定義第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件從而將電場集中為緊鄰燈泡。
19.如權(quán)利要求18所述的無電極等離子體燈,包含第一導(dǎo)電條和第二導(dǎo)電條,其至少部分地沿著遠離下表面的通道的內(nèi)表面延伸,每個導(dǎo)電條耦合到關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電槽。
20.如權(quán)利要求19所述的無電極等離子體燈,還包含被置于細長開口中的第一成形導(dǎo)電元件和第二成形導(dǎo)電元件,每個成形導(dǎo)電元件被耦合到關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電槽并且被成形為容納燈泡的關(guān)聯(lián)端部部分。
21.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,還包含燈泡插件,其被成形且尺度調(diào)整為被容納在上表面中的細長開口內(nèi),該燈泡插件包含燈泡凹部以至少部分地容納燈泡。
22.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中固態(tài)電介質(zhì)材料的燈主體的體積大于燈泡的體積,并且小于當(dāng)不存在至少一個導(dǎo)電元件時固態(tài)電介質(zhì)材料在RF功率的頻率下諧振將需要的體積。
23.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中固態(tài)電介質(zhì)材料的燈主體的體積為燈泡的體積的至少三倍大。
24.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中RF功率的頻率大于50MHz。
25.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中RF饋送器為探針。
26.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,包含第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件,該第一導(dǎo)電元件包含朝向燈泡第一端部延伸的部分,該第二導(dǎo)電元件包含朝向燈泡第二端部延伸的部分。
27.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,還包含 在燈主體內(nèi)調(diào)諧無電極等離子體燈的諧振頻率的第一調(diào)諧機制;以及 在插入部件內(nèi)調(diào)諧無電極等離子體燈的諧振頻率的第二調(diào)諧機制。
28.如權(quán)利要求27所述的無電極等離子體燈,其中第一調(diào)諧機制被配置成通過蝕刻緊鄰燈主體中的導(dǎo)電元件的端部部分的區(qū)域來控制諧振頻率。
29.如權(quán)利要求27所述的無電極等離子體燈,其中第二調(diào)諧機制被配置成通過將非鐵棒定位在插入部件中來調(diào)整諧振頻率。
30.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,包含兩個導(dǎo)電元件,所述導(dǎo)電元件中的每個都由應(yīng)用到燈主體的導(dǎo)電涂層形成。
31.如權(quán)利要求I所述的無電極等離子體燈,其中燈主體為直角棱柱。
全文摘要
描述了無電極等離子體燈和生成光的方法。燈可包含燈主體、射頻(RF)功率源和燈泡。燈主體可包含固態(tài)電介質(zhì)材料和固態(tài)電介質(zhì)材料中的至少一個導(dǎo)電元件。RF功率源配置成提供RF功率并且RF饋送器配置成將RF功率從RF源輻射到燈主體中。一個或多個調(diào)諧機制允許將燈主體調(diào)諧到給定諧振頻率。燈泡被置為緊鄰燈主體并且容納填充物,當(dāng)RF功率從燈主體耦合到填充物時,該填充物形成等離子體。至少一個導(dǎo)電元件被配置成將電場集中為緊鄰燈泡。
文檔編號H05B41/24GK102714908SQ201080052327
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者A.哈菲迪, D.奧黑爾, M.德文岑蒂斯 申請人:勒克西姆公司
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