[实用新型]等离子体灯

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及照明技术。具体地，本实用新型提供了一种使用具有宽度大于长度的介电波导本体的无电极等离子体照明装置的方法和装置，不过其也可以设置在其他空间构造中。本实用新型可以应用于许多应用场合，诸如：体育场、安全设施、停车场、军事及国防、街道、大小建筑物、车辆前灯、飞机着陆、桥梁、仓库、紫外线水处理、农业、建筑照明、舞台照明、医疗照明、显微镜、投影仪及显示器、以及类似的应用。

背景技术

从很早开始，人类已使用各种技术来照明。早期人类依靠火来在黑暗时照亮洞穴。火常常会消耗木材来作为燃料。木材燃料不久便被来源于油及油脂的蜡烛所取代。此后蜡烛至少部分地被灯所取代。某些灯通过油或其他能源来供以燃料。煤气灯曾经很受欢迎，且对于户外活动(诸如野营)仍是很重要的。在十九世纪后期，托马斯爱迪生，这个历史上最伟大的发明家之一，构想出了白炽灯，白炽灯使用处于灯泡内、耦接至一对电极的钨丝。许多常规的建筑物及住宅仍使用通常被称作爱迪生灯泡的白炽灯。尽管非常成功，但爱迪生灯泡会消耗很多能量且通常效率低。

对于某些应用场合，荧光照明取代了白炽灯。荧光灯通常包括含有气态材料的灯管，其耦接至一对电极。电极耦接至电子镇流器，该电子镇流器帮助使来自荧光照明的放电发光。常规的建筑物结构常常使用荧光照明，而非相对的白炽照明。荧光照明比白炽照明更高效，但常常具有更高的初始成本。

Shuji Nakamura开创了高效的蓝发光二极管，该蓝色发光二极管是固态灯。蓝色发光二极管形成白色固态灯的基础，白色固态灯常常是处于涂有黄色荧光体材料的灯泡内的蓝色发光二极管。蓝光激发荧光体材料发出白色照明。蓝色发光二极管已使照明工业发生了巨大变革，取代了用于住宅、建筑物、以及其他结构的传统照明。

另一种照明形式通常被称作无电极灯，该无电极灯能放出用于高强度应用场合的光。Frederick M.Espiau是研制改进的无电极灯的先驱者之一。这种无电极灯依靠实心陶瓷谐振器结构，该谐振器结构耦接至封装在灯泡中的填充物。灯泡经由RF馈电器(feeds)耦接至谐振器结构，该RF馈电器将功率(power)传递至填充物，以使填充物放电产生高强度照明。该实心陶瓷谐振器结构已经被限制于介电常数大于2。这样的实心陶瓷波导的一个实例在美国专利No.7,362,056中进行了描述，该专利以引证方式结合于此。尽管有些成功，但无电极灯仍有许多局限性。作为一个实例，无电极灯对于通用照明应用没有广泛地成功开展。此外，传统的灯还使用高频率并具有相对大的尺寸，这常常是笨重且难于制造和使用的。在本说明书的通篇中且特别是在下文中对传统灯的这些及其他局限性进行描述。

由上可见，高度期望改进的照明技术。

实用新型内容

本实用新型提供了一种使用无电极等离子体照明装置的方法和装置，该无电极等离子体照明装置具有优选地宽度大于长度的介电波导本体。本实用新型可以应用于许多应用场合，诸如：体育场、安全设施、停车场、军事及国防、街道、大小建筑物、车辆前灯、飞机着陆、桥梁、仓库、紫外线水处理、农业、建筑照明、舞台照明、医疗照明、显微镜、投影仪及显示器、以及类似的应用。

一种无电极等离子体灯包括波导本体，该波导本体具有至少一种固体介电材料。本体具有一直径和横切该直径的一长度。在一个具体实施方式中，本体的直径小于本体的长度。灯还具有RF电源(power source)，该电源被构造成以大约在本体内谐振的频率来将功率提供给本体。波导本体具有包括直径的至少一部分和长度的一个或多个部分的有效长度，以使频率在波导体内谐振。灯还具有邻近本体放置以接收来自本体的功率的填充物，等离子体灯的该填充物能够在从本体接收到功率时形成等离子体。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，填充物设置在一灯泡中，灯泡被构造成圆柱形、环形、和卵形。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，长度被选择成实现来自多个谐振频率的一确定谐振频率。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，多个谐振频率小于约900MHz。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，多个谐振频率小于约500MHz。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，多个谐振频率小于约250MHz。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，多个谐振频率小于约150MHz。

根据本实用新型优选实施方式的等离子体灯，其中，本体进一步至少包括流体材料。