Электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода

Электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к электромагнитно-волновому плазменному источнику света на основе проницаемого для излучения волновода.

В европейском патенте № EP2188829 Заявителя, именуемом далее «патентом EP2188829», описан и заявлен (согласно выданному патенту):

источник света, питаемый энергией микроволн, имеющий:

тело, имеющее герметизированную полость внутри;

клетку Фарадея, огораживающую микроволны, вокруг этого тела,

причем тело внутри клетки Фарадея представляет собой резонансный волновод;

наполнитель в полости, состоящий из материала, возбуждаемого энергией микроволн, для формирования светоизлучающей плазмы внутри полости; и

антенну, расположенную внутри тела, для передачи энергии микроволн, индуцирующих плазму, в наполнитель, причем антенна имеет:

соединение, выходящее наружу из тела, для подключения к источнику энергии микроволн;

при этом:

тело представляет собой твердый тигель для плазмы, состоящий из материала, являющегося проницаемым для выпуска из него света, а

клетка Фарадея является, по меньшей мере, частично светопропускающей для выпуска света из тигля для плазмы,

причем эта компоновка такова, что свет из плазмы в полости может проходить сквозь тигель для плазмы и излучаться из него через клетку.

В том смысле, в каком нижеследующие термины употребляются в патенте EP2188829:

определение «проницаемый для излучения» означает, что материал того элемента, который описывается как проницаемый для излучения, является прозрачным или полупрозрачным, в этом смысле также употребляется в данном описании применительно к заявляемому изобретению;

«тигель для плазмы» означает замкнутое тело, огораживающее плазму, причем последняя находится в полости, когда наполнитель полости возбуждается энергией микроволн от антенны.

Заявитель описывает технологию, защищенную патентом EP2188829, как свою технологию светоизлучающих резонаторов (LER).

Заявитель подал ряд заявок на патенты, направленных на усовершенствование технологии LER.

Существуют некоторые альтернативы технологии LER, главная из которых известна как Clam Shell и является предметом поданной Заявителем международной патентной заявки № PCT/GB08/003811. В ней (согласно опубликованному документу) описана и заявлена:

лампа, содержащая:

проницаемый для излучения волновод из твердого диэлектрического материала, имеющий:

резонатор для колбы,

замыкатель антенны и

по меньшей мере, частично светопроницаемую для излучения клетку Фарадея, и

колбу, имеющую наполнитель, возбуждаемый микроволнами, и заключенную в резонаторе для колбы.

Патент на LER, заявка на технологию Clam Shell и заявки на усовершенствованные LER имеют то общее, что они касаются:

микроволнового плазменного источника света, имеющего:

конструктивный элемент из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала, имеющий:

закрытую полость, содержащую материал, возбуждаемый электромагнитными волнами, обычно - микроволнами; и

клетку Фарадея:

ограничивающую волновод,

по меньшей мере, частично проницаемую для излучения, а обычно - по меньшей мере, частично прозрачную для излучения света из нее,

обычно имеющую непроницаемую для излучения оболочку и

огораживающую конструктивный элемент;

средство введения возбуждающих плазму электромагнитных волн, обычно - микроволн, в волновод,

при этом компоновка такова, что при введении электромагнитных волн, обычно - микроволн, определенной частоты в полости устанавливается плазма, а через клетку Фарадея излучается свет.

В этом описании речь идет о таком источнике света, как электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода, причем такая формулировка этого термина не обязательно означает, что предполагается заполнение клетки Фарадея конструктивным элементом из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала. Отвергнув LUWAG EMPLIS в качестве акронима термина Lucent Waveguide Electromagnetic Wave Plasma Light Source, заявитель употребляет сокращенный акроним LUWPL для обозначения источника света согласно предыдущему абзацу. (Заявитель рекомендует произносить этот акроним следующим образом: «лупл»).

В целях этого описания, заявитель определяет термин «микроволна» как означающий диапазон трех порядков величины от примерно 300 МГц до примерно 300 ГГц. Заявитель ожидает, что нижний конец микроволнового диапазона - 300 МГц - обуславливает значение, превышающее то, которое могло бы стать расчетным для работы LUWPL согласно данному изобретению, т.е. предусматривается работа на частотах ниже 300 МГц. Однако на основании собственного опыта задания резонансных размеров заявитель предусматривает, что нормальной будет работа в микроволновом диапазоне. Заявитель считает, что для данного изобретения не обязательно задавать осуществимый рабочий диапазон.

В уже существующих предлагаемых источниках LUWPL, конструктивный элемент может состоять из непрерывного твердого диэлектрического материала между противоположными сторонами клетки Фарадея (за исключением закрытой полости с возбуждающим материалом) в качестве проницаемого для излучения тигля согласно разработанной заявителем технологии LER. В альтернативном варианте, этот конструктивный элемент может быть, по существу, непрерывным в форме колбы в резонаторе для колбы «проницаемого для излучения волновода» согласно разработанной заявителем технологии Clam Shell. В альтернативном варианте, конструктивные элементы согласно еще не опубликованным заявкам по усовершенствованиям разработанной заявителем технологии включают в себя изолируемые пространства, отличающиеся от закрытой полости с возбуждаемым материалом.

Соответственно, следует отметить, что хотя технология, известная в данной области техники и являющаяся предшественником технологии LER, разработанной заявителем, предусматривает имеющий гальваническое покрытие керамический блок в качестве волновода, а согласно технологии LER, разработанной заявителем, проницаемый для излучения тигель именуется волноводом, в этом описании заявитель употребляет термин «волновод» для совместного указания:

огораживающей клетки Фарадея, которая образует границу волновода,

конструктивного элемента из твердого диэлектрического материала внутри клетки,

другого твердого диэлектрического материала, если он есть, огороженного клеткой Фарадея, и

резонаторов, если они есть, огороженных клеткой Фарадея и не содержащих твердый диэлектрический материал,

причем твердый диэлектрический материал наряду с эффектом плазмы и клеткой Фарадея определяет характер распространения волн внутри этой клетки.

В той мере, в какой проницаемый для излучения материал может быть кварцем и/или может содержать стекло, а это материалы, обладающие определенными свойствами, типичными для твердых тел, и определенными свойствами, типичными для жидкостей, и как таковые именующиеся переохлажденными жидкостями, переохлажденные жидкости в целях этого описания именуются твердыми телами.

Кроме того, во избежание сомнений, отметим, что термин «твердый» употребляется в контексте физических свойств материала, о котором идет речь, а не в контексте сплошности компонента в противоположность наличию пор в нем.

Необходимо дополнительное пояснение терминологии. Исторически сложилось так, что термин «клетка Фарадея» рассматривался как электропроводный экран для защиты обитателей - животных или других живых существ - от внешних электрических полей. С развитием науки этот термин стал означать экран для блокировки электромагнитных полей широкого диапазона частот. Клетка Фарадея не обязательно будет блокировать электромагнитное излучение в форме видимого и невидимого света. В той мере, в какой клетка Фарадея может экранировать внутренность от внешнего электромагнитного излучения, она также может удерживать электромагнитное излучение внутри себя. Ее свойства, позволяющие ей делать одно, позволяют ей делать и другое. Хотя ясно, что термин «клетка Фарадея» возникает применительно к приложениям, касающимся экранирования внутренних пространств, заявитель употребил этот термин в своих ранних патентах и заявках на LUWPL для того, чтобы обозначить электрический экран, в частности - проницаемый для излучения, огораживающий электромагнитные волны внутри волновода, ограничиваемого этой клеткой. Заявитель продолжает это употребление в данном описании.

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать усовершенствованный электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода или источник LUWPL.

В соответствии с изобретением, предложен электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода, содержащий:

конструктивный элемент из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала, обеспечивающий, по меньшей мере:

закрытую полость, содержащую плазменный материал, возбуждаемый электромагнитными волнами;

клетку Фарадея:

огораживающую конструктивный элемент,

являющуюся, по меньшей мере, частично проницаемой для излучения света из нее и

ограничивающую волновод, имеющий:

пространство волновода, причем конструктивный элемент занимает, по меньшей мере, часть пространства волновода; и

по меньшей мере, частично индуктивное средство связи для введения возбуждающих плазму электромагнитных волн в волновод в положении, по меньшей мере, по существу, окруженном твердым диэлектрическим материалом;

вследствие чего при введении электромагнитных волн определенной частоты в полости устанавливается плазма, а через клетку Фарадея излучается свет;

причем эта компоновка такова, что имеются:

первая область пространства волновода, простирающаяся между противоположными сторонами клетки Фарадея, и эта первая область:

содержит заключенные в ней средства индуктивной связи и

имеет относительно большое среднее по объему значение диэлектрической постоянной, и

вторая область пространства волновода, простирающаяся между противоположными сторонами клетки Фарадея у упомянутой области, и эта вторая область:

имеет относительно малое среднее по объему значение диэлектрической постоянной.

Заявитель определяет, является ли средство связи «по меньшей мере, частично индуктивным», в соответствии с тем, имеет ли импеданс источника света, оцениваемый на входе в средство связи, индуктивную составляющую.

Можно предусмотреть определенные компоновки, в которых средство связи может не быть полностью окружено твердым диэлектрическим материалом. Например, средство связи может простираться от твердого диэлектрического материала в пространстве волновода и пересекать воздушный зазор в нем. Вместе с тем, обычно не предполагается, что такой воздушный зазор существует.

Полость, содержащая возбуждаемый плазменный материал, может быть полностью расположена в пределах второй области с относительно малым средним по объему значением диэлектрической постоянной. В альтернативном варианте, полость может простираться через клетку Фарадея, быть частично не огражденной клеткой и не располагаться во второй области.

В некоторых вариантах осуществления вторая область простирается за пределы полости в направлении от индуктивного средства связи за полостью. В первом предпочтительном варианте осуществления, описываемом ниже, это не так.

Как правило, конструктивный элемент будет иметь, по меньшей мере, один резонатор, отличающийся от полости с плазменным материалом. В таком случае, резонатор может простираться между оболочкой полости и, по меньшей мере, одной периферийной стенкой в конструктивном элементе, причем эта периферийная стенка имеет толщину, меньшую, чем протяженность резонатора от оболочки до периферийной стенки.

В возможном - но не предпочтительном - варианте осуществления, конструктивный элемент имеет, по меньшей мере, один внешний размер, который меньше, чем соответствующий размер клетки Фарадея, причем на протяжении участка пространства волновода между упомянутым конструктивным элементом и клеткой Фарадея нет твердого диэлектрического материала.

В еще одном возможном - но не предпочтительном - варианте осуществления, конструктивный элемент расположен в клетке Фарадея на расстоянии от того конца пространства волновода, который противоположен его концу, где расположен индуктивный элемент связи.

В еще одном варианте осуществления, твердый диэлектрический материал, окружающий индуктивное средство связи, является таким же, как твердый диэлектрический материал конструктивного элемента.

В первом предпочтительном варианте осуществления, описываемом ниже, твердый диэлектрический материал, окружающий индуктивное средство связи, представляет собой материал с диэлектрической постоянной, большей, чем диэлектрическая постоянная материала конструктивного элемента, причем материал с большей диэлектрической постоянной находится в теле, окружающем индуктивное средство связи и расположенном рядом с конструктивным элементом.

Клетка Фарадея обычно будет проницаемой для излучения света в радиальном направлении из нее. Кроме того, клетка Фарадея предпочтительно является проницаемой для излучения света вперед из нее, то есть из первой области - с относительно большой диэлектрической постоянной - пространства волновода.

И опять, индуктивное средство связи обычно будет представляющим собой или включающим в себя удлиненную антенну, которая может быть гладкой проволокой в канале в теле из материала с относительно большой диэлектрической постоянной. Как правило, канал будет сквозным каналом в упомянутом теле, а проходящая в нем антенна будет упираться в конструктивный элемент. В передней грани отдельного тела, упирающегося в заднюю грань конструктивного элемента, может быть предусмотрена выточка, а антенна (в профиль) при этом является T-образной, и ее Т-образная головка занимает выточку и упирается в конструктивный элемент.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения, предложен электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода, содержащий:

конструктивный элемент из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала, обеспечивающий, по меньшей мере:

оболочку закрытой полости, содержащей плазменный материал, возбуждаемый электромагнитными волнами;

материал, возбуждаемый электромагнитными волнами;

клетку Фарадея:

огораживающую конструктивный элемент,

являющуюся, по меньшей мере, частично проницаемой для излучения света из нее и

ограничивающую волновод, имеющий:

пространство волновода, причем конструктивный элемент занимает, по меньшей мере, часть пространства волновода, а пространство волновода имеет:

ось симметрии; и

по меньшей мере, частично индуктивное средство связи для введения возбуждающих плазму электромагнитных волн в волновод в положении, по меньшей мере, по существу, окруженном твердым диэлектрическим материалом;

вследствие чего при введении электромагнитных волн определенной частоты в полости устанавливается плазма, а через клетку Фарадея излучается свет;

причем:

эта компоновка такова, что пространство волновода умозрительно разделено на равные передний и задний полуобъемы, а

передний полуобъем:

по меньшей мере, частично занят упомянутым конструктивным элементом, причем в переднем полуобъеме находится упомянутая полость, и

огорожен (за исключением заднего полуобъема) передним, проницаемым для излучения участком клетки Фарадея, через который можно излучать часть света из полости,

задний полуобъем имеет внутри индуктивный элемент связи, а

среднее по объему значение диэлектрической постоянной содержимого переднего полуобъема меньше, чем среднее по объему значение диэлектрическое постоянной содержимого заднего полуобъема.

Различие в средних по объему значениях диэлектрической постоянной переднего и заднего полуобъемов может быть обусловлено упомянутым конструктивным элементом, обладающим асимметрией от конца к концу и ассиметрично расположенным в клетке Фарадея.

В предпочтительном варианте:

упомянутый конструктивный элемент занимает все пространство волновода,

конструктивный элемент включает в себя, по меньшей мере, один вакуумированный или газонаполненный резонатор в пределах переднего полуобъема, что обеспечивает меньшее среднее по объему значение диэлектрической постоянной переднего полуобъема, а

резонатор простирается между оболочкой полости и, по меньшей мере, одной периферийной стенкой в конструктивном элементе, причем эта периферийная стенка имеет толщину, меньшую, чем протяженность резонатора от оболочки полости до периферийной стенки.

В возможном варианте:

упомянутый конструктивный элемент занимает переднюю часть пространства волновода,

отдельное тело из того же материала занимает остальную часть пространства волновода и

конструктивный элемент включает в себя, по меньшей мере, один вакуумированный или газонаполненный резонатор в пределах переднего полуобъема, что обеспечивает меньшее среднее по объему значение диэлектрической постоянной переднего полуобъема, а

резонатор простирается между огороженной полостью и, по меньшей мере, одной периферийной стенкой в конструктивном элементе, причем эта периферийная стенка имеет толщину, меньшую, чем протяженность резонатора от оболочки полости до периферийной стенки.

Кроме того, в предпочтительном варианте:

упомянутый конструктивный элемент занимает переднюю часть пространства волновода, а

отдельное тело из материала с большей диэлектрической постоянной занимает остальную часть, по меньшей мере, большинства пространства волновода.

Если используется отдельное тело из диэлектрического материала, такого же, как диэлектрический материал конструктивного элемента, или отличающегося от него, то индуктивное средство связи может простираться за пределы заднего полуобъема в передний полуобъем, как и конструктивный элемент.

К тому же, в предпочтительном варианте:

конструктивный элемент включает в себя, по меньшей мере, один вакуумированный или газонаполненный резонатор в пределах переднего полуобъема, тем самым усугубляя различие в средних по объему значениях диэлектрической постоянной между передним и задним полуобъемами, а

резонатор простирается между оболочкой полости и, по меньшей мере, одной периферийной стенкой в конструктивном элементе, причем эта периферийная стенка имеет толщину, меньшую, чем протяженность резонатора от оболочки полости до периферийной стенки.

Хотя единственный или каждый резонатор может быть вакуумированным и/или геттерированным, единственный или каждый резонатор обычно будет занят газом, в частности, азотом под низким давлением порядка половины десятой части атмосферного давления. В возможном варианте, единственный или каждый резонатор может быть открыт в окружающую атмосферу.

Огороженная полость может простираться поперек резонатора, пересекая центральную ось конструктивного элемента. Однако оболочка полости обычно будет простираться по центральной продольной оси конструктивного элемента (т.е. спереди назад).

Оболочка полости может быть соединена и с задней стенкой, и с передней стенкой конструктивного элемента. Однако в предпочтительном варианте, оболочка полости соединена только с передней стенкой конструктивного элемента.

Оболочка полости предпочтительно простирается через переднюю стенку и - частично - через клетку Фарадея.

Передняя стенка предпочтительно может быть куполообразной. Однако передняя стенка обычно будет плоской и параллельной задней стенке конструктивного элемента.

Оболочка полости и остальная часть конструктивного элемента обычно будут выполнены и одного и того же проницаемого для излучения материала. Несмотря на это оболочка полости и, по меньшей мере, внешние стенки конструктивного элемента могут быть выполнены из отличающегося проницаемого для излучения материала. Например, внешние стенки могут быть выполнены из более дешевого стекла, например, боросиликатного стекла или алюмосиликатного стекла. Кроме того, внешняя стенка может быть выполнена (внешние стенки могут быть выполнены) из материала, непроницаемого для ультрафиолетового излучения.

В предпочтительном варианте осуществления, часть пространства волновода, занимаемая конструктивным элементом, по существу, приравнивается к переднему полуобъему.

В случае если оно предусматривается, отдельное тело может отстоять от конструктивного элемента, но предпочтительно упирается в заднюю грань конструктивного элемента и огорожено в поперечном направлении клеткой Фарадея. Конструктивный элемент может иметь юбку, а отдельное тело при этом может и упираться в грань конструктивного элемента и быть огороженным в поперечном направлении в пределах юбки.

Оболочка полости предпочтительно является трубчатой.

Конструктивный элемент и отдельное тело из твердого диэлектрического материала, если последнее предусмотрено, предпочтительно представляют собой тела вращения вокруг центральной продольной оси.

В альтернативном варианте, конструктивный элемент и твердое тело могут иметь другие формы, например иметь прямоугольное поперечное сечение.

Для удобства, источник LUWPL выполнен в комбинации с:

электромагнитно-волновой схемой, имеющей:

вход для энергии электромагнитных волн из их источника и

выходное соединение схемы с индуктивным средством связи источника LUWPL;

причем электромагнитно-волновая схема представляет собой

схему с комплексным импедансом, имеющую конфигурацию полосового фильтра и согласующую выходной импеданс источника энергии электромагнитных волн с индуктивным входным импедансом источника LUWPL.

В предпочтительном варианте, электромагнитно-волновая схема представляет собой настраиваемый фильтр на гребенчатой линии.

Электромагнитно-волновая схема может содержать:

металлический корпус,

пару идеальных электрических проводников (PEC), каждый из которых заземлен внутри корпуса,

пару соединений, соединенных с PEC, одно - для входа, а другое - для выхода, и

соответствующий настроечный элемент, предусмотренный в корпусе напротив дистального конца каждого PEC.

В диафрагме между этими PEC можно предусмотреть дополнительный настроечный элемент.

В соответствии с третьим аспектом изобретения, предложен электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода, содержащий:

конструктивный элемент из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала, обеспечивающий, по меньшей мере:

закрытую полость, содержащую плазменный материал, возбуждаемый электромагнитными волнами;

клетку Фарадея:

огораживающую конструктивный элемент,

являющуюся, по меньшей мере, частично проницаемой для излучения света из нее и

ограничивающую волновод, имеющий:

пространство волновода, причем конструктивный элемент занимает, по меньшей мере, часть пространства волновода; и

по меньшей мере, частично индуктивное средство связи для введения возбуждающих плазму электромагнитных волн в волновод в положении, по меньшей мере, по существу, окруженном твердым диэлектрическим материалом,

вследствие чего при введении электромагнитных волн определенной частоты в полости устанавливается плазма, а через клетку Фарадея излучается свет;

причем:

конструктивный элемент состоит из кварца, а

в пространстве волновода предусмотрено тело из оксида алюминия для увеличения среднего по объему значения диэлектрической постоянной пространства волновода, при этом индуктивное средство связи предусмотрено в теле из оксида алюминия.

Для удобства, конструктивный элемент и тело из оксида алюминия совместно заполняют пространство волновода.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения, предложен электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода, содержащий:

конструктивный элемент из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала, обеспечивающий, по меньшей мере:

закрытую полость, содержащую плазменный материал, возбуждаемый электромагнитными волнами;

клетку Фарадея:

огораживающую конструктивный элемент,

являющуюся, по меньшей мере, частично проницаемой для излучения света из нее и

ограничивающую волновод, имеющий:

пространство волновода, причем конструктивный элемент занимает, по меньшей мере, часть пространства волновода; и

по меньшей мере, частично индуктивное средство связи для введения возбуждающих плазму электромагнитных волн в волновод в положении, по меньшей мере, по существу, окруженном твердым диэлектрическим материалом,

вследствие чего при введении электромагнитных волн определенной частоты в полости устанавливается плазма, а через клетку Фарадея излучается свет;

причем:

среднее по объему значение диэлектрической постоянной конструктивного элемента меньше, чем диэлектрическая постоянная его материала.

В соответствии с пятым аспектом изобретения, предложен электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода, содержащий:

конструктивный элемент из твердого диэлектрического проницаемого для излучения материала, обеспечивающий, по меньшей мере:

закрытую полость, содержащую плазменный материал, возбуждаемый электромагнитными волнами;

клетку Фарадея:

огораживающую конструктивный элемент,

являющуюся, по меньшей мере, частично проницаемой для излучения света из нее и

ограничивающую волновод, имеющий:

пространство волновода, причем конструктивный элемент занимает, по меньшей мере, часть пространства волновода; и

по меньшей мере, частично индуктивное средство связи для введения возбуждающих плазму электромагнитных волн в волновод в положении, по меньшей мере, по существу, окруженном твердым диэлектрическим материалом;

тело из твердого диэлектрического материала в пространстве волновода, упирающееся в конструктивный элемент и имеющее упомянутое индуктивное средство связи, простирающееся в нем,

вследствие чего при введении электромагнитных волн определенной частоты в полости устанавливается плазма, а через клетку Фарадея излучается свет.

Для удобства:

индуктивное средство связи простирается настолько же, насколько простирается поверхность раздела, являющаяся поверхностью примыкания, между телом и конструктивным элементом;

конструктивный элемент и тело состоят из одного и того же материала.

В альтернативном варианте:

конструктивный элемент и тело состоят из разных материалов, причем тело обладает большей диэлектрической постоянной.

Отдельные тела, если они предусмотрены, упираются в заднюю грань конструктивного элемента и огорожены в поперечном направлении клеткой Фарадея. Вместе с тем, конструктивный элемент предпочтительно имеет юбку, а отдельное тело при этом может и упираться в грань конструктивного элемента, и быть огороженным в поперечном направлении в пределах юбки.

В соответствии с шестым вариантом осуществления изобретения, предложен излучатель света для применения с источником электромагнитных волн, антенной и клеткой Фарадея, причем излучатель света содержит:

оболочку из проницаемого для излучения материала, имеющую, по меньшей мере, одну внешнюю стенку и заднюю стенку;

резонатор в пределах оболочки;

колбу, содержащую возбуждаемый материал и выступающую в резонатор, по меньшей мере, из одной из стенок резонатора, причем колба имеет полость, содержащую возбуждаемый материал; и

тело из твердого диэлектрического материала, посаженное в оболочку и имеющее переднюю грань, являющуюся взаимно дополняющейся с задней стенкой резонатора, и канал для антенны;

причем компоновка излучателя света такова, что когда комбинация оболочки, включающей в себя колбу, и тела окружена клеткой Фарадея, они образуют электромагнитно-резонансную систему, в которой резонанс может быть установлен путем подвода электромагнитных волн к антенне в канале для излучения света из плазмы в возбуждаемом материале.

Во избежание сомнения, отметим, что вышеуказанная формулировка изобретения является той, которая изложена в приоритетной заявке № GB1021811.3. Понятно, что она является более узкой, чем некоторые из других формулировок изобретения, изложенных выше. В нижеследующих абзацах вплоть до описания чертежей также дословно передается содержание приоритетной заявки. Их предмет ограничивается не узкой приоритетной формулировкой изобретения, а применим к изобретению, в широком смысле изложенному выше, и в действительности является таким, как заявляется ниже.

Следует также отметить, что в этих абзацах термин «оболочка» относится к «конструктивному элементу» из вышеизложенных абзацев, по меньшей мере, в тех случаях, когда конструктивный элемент включает в себя резонатор, отличающийся от оболочки полости, а «колба» относится к «оболочке полости» в вышеизложенных абзацах.

Хотя тело может состоять из того же самого проницаемого для излучения материала, что и оболочка, а основным отличием от светоизлучающих резонаторов (LER) согласно поданной заявителем заявке WO 2009/063205 является наличие резонатора, в которой простирается колба; в предпочтительном варианте, тело из твердого диэлектрического материала будет иметь диэлектрическую постоянную, которая больше, чем у проницаемого для излучения материала оболочки, и это тело обычно будет непрозрачным.

В частности, следует отметить, что заявитель полагает определенные варианты осуществления данного изобретения охватываемыми рамками объема притязаний патентов на LER, поскольку те являются патентами с широким объемом охраны.

Резонатор может быть открытым, позволяя воздуху или другому окружающему газу попадать в оболочку, по существу, окружающую колбу. Вместе с тем, резонатор обычно будет закрыт и герметизирован, а в оболочке будет либо вакуум, либо специально введенный газ.

Оболочка и герметизированный в нем резонатор могут принимать множество форм. Оболочка предпочтительно представляет собой тело вращения. Оно может быть сферическим, полусферическим с плоской задней стенкой для упора в плоскую переднюю грань тела из твердого диэлектрика, или - как в предпочтительном варианте осуществления - может иметь форму кругового цилиндра, опять - с плоской задней стенкой для упора в плоскую переднюю грань тела из твердого диэлектрика.

Оболочка обычно будет иметь стенки постоянной толщины, а форма оболочки и резонатора при этом будет одной и той же.

Хотя предусматривается, что колба будет сферической, она предпочтительно является удлиненной с круглым поперечным сечением и, как правило, будет выполнена из трубчатого материала, закрытого на противоположных концах.

Колба может простираться в резонатор из передней стенки оболочки к его задней стенке. В альтернативном варианте, она может простираться от боковой стенки оболочки параллельно боковой стенке.

Можно также предусмотреть колбу, простирающуюся от задней стенки оболочки.

Хотя можно предусмотреть колбу, соединенную со стенками оболочки на противоположных сторонах или концах колбы, она предпочтительно соединена лишь с одной стенкой. Таким образом, материал колбы, по существу, теплоизолирован от материала оболочки; тем не менее они предпочтительно состоят из одного и того же проницаемого для излучения материала.

Колба или ее часть обычно будет находиться в центре излучателя света, подвергаясь воздействию самого сильного электрического поля во время резонанса.

В простой компоновке, оболочка и твердое тело могут иметь одинаковые диаметры и упираться друг в друга (задней стенкой в переднюю грань), будучи удерживаемыми друг у друга клеткой Фарадея. Однако предпочтительным является вариант, в котором оболочка простирается назад, имея обод, посаженный в имеющее дополняющую его форму гнездо в теле, или юбку, в пределах которой заключено тело.

Канал для антенны предпочтительно является центральным в теле и проходит к передней грани тела, куда простирается и антенна, при этом колба расположена так, что ее участок отстоит от задней стенки оболочки на расстояние, составляющее малую долю размера спереди назад оболочки. В предпочтительном варианте осуществления, передняя грань тела имеет выемку, занятую кнопочной головкой антенны.

В альтернативном варианте, можно предусмотреть, что антенна может быть:

эксцентричной в теле, либо оканчиваясь как стержень у передней грани тела, либо оканчиваясь кнопкой, или

эксцентричной в теле и простирающейся в нем до оболочки, удобно проходя через апертуру-отверстие в резонаторе наружу или через трубку с закрытым концом в резонатор из задней стенки, вследствие чего резонатор можно герметизировать.

Теперь, чтобы поспособствовать пониманию изобретения, в качестве примера будет приведено описание конкретного варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:

на фиг. 1 представлено изображение в разобранном виде кварцевого конструктивного элемента, блока из оксида алюминия и антенны источника LUWPL в соответствии с изобретением;

на фиг. 2 представлен вид сбоку в разрезе по центру источника LUWPL согласно фиг. 1;

на фиг. 3 представлен схематичный вид источника LUWPL, аналогичный фиг. 2;

на фиг. 4 представлен вид в разрезе источника LUWPL согласно фиг. 1 вместе со схемой согласования для проведения микроволн в источник LUWPL, выполненной с возможностью испытания прототипа;

на фиг. 5 представлен схематичный вид модифицированного источника LUWPL согласно фиг. 3;

на фиг. 6 представлен аналогичный вид еще одного модифицированного источника LUWPL;

на фиг. 7 представлен аналогичный вид третьего модифицированного источника LUWPL;

на фиг. 8 представлен аналогичный вид четвертого модифицированного источника LUWPL;

на фиг. 9 представлен аналогичный вид пятого модифицированного источника LUWPL;

на фиг. 10 представлен аналогичный вид шестого модифицированного источника LUWPL;

на фиг. 11 представлен схематичный вид излучателя света согласно изобретению в лампе вместе с клеткой Фарадея, магнетроном, схемой согласования и антенной, как описано в приоритетной заявке № GB1021811.3;

на фиг. 12 представлен схематичный вид в увеличенном масштабе излучателя света согласно фиг. 10;

на фиг. 13 представлен вид сбоку - снова в увеличенном масштабе - компонентов излучателя света согласно фиг. 11;

на фиг. 14 представлен вид сбоку в разрезе оболочки согласно фиг. 12 в сборе с телом из диэлектрического материала, антенной с кнопочной головкой, клеткой Фарадея и экраном ультрафиолетового излучения.

Согласно фиг. 1-3, показанный здесь электромагнитно-волновой плазменный источник света на основе проницаемого для излучения волновода представляет собой конструкцию-прототип. Он был испытан и найден работоспособным. В самом деле, ожидается, что промышленный вариант будет аналогичен тому, который показан на чертежах и описывается ниже. Он имеет конструктивный элемент 1 из кварца, то есть расплава - в противоположность листу из кристаллического диоксида кремния и цельнотянутой трубке из него. Оболочка 2 внутренней закрытой полости выполнена из цельнотянутой трубки, имеющей внешний диаметр 8 мм и внутренний диаметр 4 мм. Она герметизирована на ее внутреннем конце 3 и ее внешнем конце 4. Пригодны способы герметизации, известные из поданных заявителем международных заявок №№ WO 2006/070190 и WO 2010/094938 на патенты. Внутри оболочки герметизирована плазма, возбуждаемая микроволнами. Внешний конец 4 оболочки выступает сквозь торцевую пластину 5 приблизительно на 10,5 мм, а общая длина оболочки составляет приблизительно 20,5 мм.

Торцевая пластина 5 является круглой, а в ее центральном отверстии, которое не обозначено позицией, приварена оболочка 2. Пла