使用無電極等離子體源燈的光波導系統(tǒng)的制作方法

專利名稱：使用無電極等離子體源燈的光波導系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型針對用等離子體燈產(chǎn)生光的裝置和方法。更具體地，本實用新型提供由射頻源驅動的無需使用電極的等離子體燈及相關的方法。僅作為實例，這種等離子體燈可應用于如下應用場合，例如運動場、安全設施、停車場、軍事和國防設施、街道、大小建筑物、交通工具前燈、飛機著陸、橋梁、倉庫、UV水處理、農(nóng)業(yè)、建筑照明、舞臺照明、醫(yī)療照明、 顯微鏡、投影儀和顯示器、以及這些的任意組合等等。
背景技術：
等離子體燈提供非常亮的寬頻帶光，并且在諸如全面照明、投影系統(tǒng)和工業(yè)過程的場合非常實用。目前制造的典型的等離子體燈包含氣體和痕量物質的混合物，利用流經(jīng)緊密接觸電極的強電流來激發(fā)所述混合物以形成等離子體。但是，這種結構由于電極的損耗，因此具有有限的壽命?，F(xiàn)有技術中已經(jīng)提出了由微波源驅動的無電極等離子體燈。傳統(tǒng)的構造包括封裝在燈泡中或形成波導的介電體內(nèi)的密封凹部中的等離子體填充物，其中微波能量由諸如磁電管的源提供并被引入到波導內(nèi)進而電阻地(resistively)加熱等離子體。美國專利 No.6，737，809B2(ESpiau等)提供了另一實例，其示出了具有局限性的不同布置。Espiau 等人示出了封入等離子體(plasma-enclosing)的燈泡和一介電腔，該介電腔形成諧振微波電路的一部分，該諧振微波電路具有微波放大器以提供激發(fā)。但是，hpiau等人的專利存在幾個缺陷。在集成的構造中，介電腔在空間上的位置圍繞封入等離子體燈泡的周界，這在物理上阻擋了電磁輻射(為從燈泡發(fā)射的光的形式)的大部分，尤其是在能見區(qū)。另外， 集成的構造通常難以制造且限制了封入等離子體燈泡的操作和可靠性。傳統(tǒng)技術的這些和其他的局限性可在本說明書通篇中并在下面更詳細地進行描述。從以上可見，非常期望改進照明的技術。

實用新型內(nèi)容根據(jù)本實用新型，提供了針對用等離子體燈產(chǎn)生光的裝置和方法的技術。更具體地，本實用新型提供由射頻源驅動的無需利用電極的等離子體燈及相關方法。僅作為實例， 這種等離子體燈可應用于如下應用場合，例如運動場、安全設施、停車場、軍事和國防設施、 街道、大小建筑物、橋梁、倉庫、農(nóng)業(yè)、uv水處理、建筑照明、舞臺照明、醫(yī)療照明、顯微鏡、投影儀和顯示器、以及這些的任意組合等等。在一個具體實施方式
中，本實用新型提供一種光波導系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個無電極等離子體燈源、光源耦合元件和至少一個光波導元件。光源耦合元件耦合至發(fā)射出電磁輻射的無電極等離子體燈源的輸出。光源耦合元件耦接至至少一個光波導元件。光波導元件包括具有近端和遠端的至少一個光學纖維。光波導元件的近端直接耦接至光源耦合元件，以使得電磁輻射被傳輸?shù)讲▽г倪h端?？筛鶕?jù)各種應用場合來定位波導元件的遠端，這些應用場合包括但不限于路燈、體育場照明、劇場照明和醫(yī)療裝置。[0007]根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，提供了一種使用無電極等離子體源燈光波導系統(tǒng)，光波導系統(tǒng)包括至少一個無電極等離子體燈源，具有一輸出，輸出包括發(fā)射的光； 至少一個光源耦合元件，具有能夠接收和發(fā)送光的至少一個輸入和至少一個輸出，纖維光源耦合元件的輸入耦合至至少一個無電極等離子體燈源的輸出；以及至少一個光波導元件，包括具有相應的近端輸入和遠端輸出的至少一個光學纖維，纖維光源耦合元件的輸出耦合至光波導元件的至少一個光學纖維的相應的近端輸入，使得從無電極等離子體燈源發(fā)出的光被發(fā)送到光波導元件的光學纖維中的至少一個中并通過光學纖維的至少一個經(jīng)由遠端輸出而發(fā)出。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，無電極等離子體燈源包括導電殼體，具有限定在導電殼體內(nèi)的空間體積，空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域；支撐體，具有設置在或部分設置在導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域以及覆蓋支撐體的外表面區(qū)域的導電材料；氣體填充容器，具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成于內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明或半透明體，氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于第一端部區(qū)域與第二端部區(qū)域之間的長度；第一耦合元件，空間地設置在導電殼體的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)并耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域，第一耦合元件的另一端電連接至導電材料；RF源耦合元件，空間地設置在導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離第一耦合元件的預定距離內(nèi)，RF源耦合元件的一端電連接至導電材料；設置在RF源耦合元件與第一耦合元件之間的間隙，間隙由預定距離形成；RF源，包括一輸出，RF源的輸出通過間隙和RF源耦合元件耦合至第一耦合元件。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，RF源通過間隙和 RF源耦合元件至少電感性地耦合至第一耦合元件。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，RF源通過間隙和 RF源耦合元件至少電容性地、或電感性地、或電容性和電感性組合地耦合至第一耦合元件。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，RF源配置成引起基本上沿著氣體填充容器的長度的電磁能量輸出，同時第一端部區(qū)域基本上沒有任何電磁
能量°在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，電磁能量至少電感性地耦合至氣體填充容器。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，電磁能量至少電容性地、電感性地、或電容性和電感性組合地耦合至氣體填充容器。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，RF源耦合元件進一步包括一輸入，RF源的輸入耦合至第二耦合元件，第二耦合元件耦接至氣體填充容器的第二端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，支撐體被配置成在氣體填充容器的工作期間從氣體填充容器轉移熱能。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，支撐體由介電材料制成，介電材料配置成提供機械支撐，介電材料進一步是導電材料與氣體填充容器的第一端部區(qū)域之間的擴散屏障。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，支撐體基本上沒有任何電磁能量的任何弓I導特征。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，氣體填充容器包括惰性氣體和能夠放出光的一種或多種物質。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，氣體填充容器包括惰性氣體和能夠放出光的一種或多種物質，一種或多種物質選自金屬鹵化物、金屬鹵化物混合物、以及一種或多種金屬物質。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，第一耦合元件包括一第一耦合元件端部和一第二耦合元件端部，該第一耦合元件端部耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域，該第二耦合元件端部直接連接至接地電勢。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，RF源耦合元件包括一第一耦合元件端部和一第二耦合元件端部，該第一耦合元件端部連接至RF源的輸出， 該第二耦合元件端部直接連接至接地電勢。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其進一步包括第二耦合元件，第二耦合元件包括一第一耦合元件端部和一第二耦合元件端部，該第一耦合元件端部耦接至氣體填充容器的第二端部區(qū)域，該第二耦合元件端部直接耦接至接地電勢。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，第一耦合元件包括在導電材料內(nèi)的一暴露介電區(qū)域，第一耦合元件的暴露介電區(qū)域耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，暴露介電區(qū)域配置有凹入形狀，以緊密地插入氣體填充容器的第一端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其進一步包括第二耦合元件，第二耦合元件包括在導電材料內(nèi)的一暴露介電區(qū)域，第二耦合元件的暴露介電區(qū)域耦接至氣體填充容器的第二端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，暴露介電區(qū)域配置有凹入形狀，以緊密地插入氣體填充容器的第二端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其進一步包括第二耦合元件，并且其中，電磁能量RF耦合在第一耦合元件與第二耦合元件之間。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，電磁能量電容性地、電感性地、或電容性和電感性組合地耦合至氣體填充容器。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其進一步包括空間地耦合至氣體填充容器的反射體裝置。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，RF源選自RF放大
ο在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導體是金屬的，導體被配置成約束空間體積內(nèi)的電磁能量，并被配置為用作電磁能量的引導結構。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導體進一步包括介電插入物。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導體是密封的。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導體包括一內(nèi)表面區(qū)域，該內(nèi)表面區(qū)域包括疊置的氧化物支承材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導體包括一內(nèi)表面區(qū)域，該內(nèi)表面區(qū)域包括絕緣材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，空間體積基本上包括一種或多種氣體的混合物。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，空間體積基本上
是空氣。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，空間體積維持在
真空中。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，空間體積基本上是氮氣。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，空間體積基本上是介電常數(shù)大于2的介電材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其進一步包括設置在導電殼體的空間體積的外部區(qū)域的一部分內(nèi)的反饋耦合元件，反饋耦合元件配置成向RF源發(fā)送指示。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其進一步包括在反饋耦合元件與第一耦合元件之間的反饋耦合元件間隙，反饋耦合元件間隙基本上沒有固體介電材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導體基本上是中空的。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，氣體填充容器基本上不與導電材料接觸。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，半透明的材料是半透明氧化鋁材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，導電殼體配置成圓柱形、矩形、環(huán)形、方形、三角形、多邊形、金字塔形、卵形、或這些形狀的任意組合。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，光波導系統(tǒng)用在街道燈柱照明系統(tǒng)中，無電極等離子體燈源位于街道燈柱的底座處，并且纖維元件延伸到燈柱的頂部，以從升高的位置提供照明。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，無電極等離子體燈源包括導電殼體，具有限定在導電殼體內(nèi)的空間體積，空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域；金屬支撐體，具有設置在或部分設置在導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域；氣體填充容器，具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成在內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明或半透明體，氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于第一端部區(qū)域與第二端部區(qū)域之間的長度；第一耦合元件，空間地設置在導電殼體的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)并耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域，第一耦合元件的另一端電連接至導電材料；第二耦合元件，耦接至氣體填充容器的第二端部區(qū)域，第二耦合元件電連接至導電材料；以及RF源耦合元件，空間地設置在導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離第一耦合元件的預定距離內(nèi)，RF源耦合元件的一端電連接至導電材料；設置在RF源耦合元件與第一耦合元件之間的間隙，間隙由預定距離提供；RF源，包括一輸出，RF源的輸出通過間隙和RF源耦合元件耦合至第一耦合元件。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體是選自鉬、鋁、銅、金、銀、復合金屬、或金屬合金、或具有金屬涂層的氧化鋁的導電材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，上部區(qū)域具有耐熔金屬，耐熔金屬耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，上部區(qū)域具有耐熔金屬，耐熔金屬耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，氣體填充容器由石英材料制成，耐熔金屬不會擴散到氣體填充容器的石英材料的一部分內(nèi)。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體可操作地耦接且電耦接至氣體填充容器。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，光波導系統(tǒng)用在街道燈柱照明系統(tǒng)中，無電極等離子體燈源位于街道燈柱的底座處，并且纖維元件延伸到燈柱的頂部，以從升高的位置提供照明。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，無電極等離子體燈源包括導電殼體，具有限定在導電殼體內(nèi)的空間體積，空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域；金屬支撐體，具有設置在或部分設置在導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域；氣體填充容器，具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成于內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明或半透明體，氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于第一端部區(qū)域與第二端部區(qū)域之間的長度；第一耦合元件，空間地設置在導電殼體的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)并耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域，第一耦合元件的另一端電連接至導電材料；RF源耦合元件，空間地設置在導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離第一耦合元件的預定距離內(nèi)；設置在RF源耦合元件與第一耦合元件之間的間隙；RF源，包括一輸出，RF源的輸出通過間隙和RF源耦合元件耦合至第一耦合元件。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體是選自鉬、鋁、銅、金、銀、復合金屬、或金屬合金、或具有金屬涂層的氧化鋁的導電材料。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，上部區(qū)域具有耐熔金屬，耐熔金屬耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，上部區(qū)域具有耐熔金屬，耐熔金屬耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，氣體填充容器由石英材料制成，耐熔金屬沒有擴散到氣體填充容器的石英材料的一部分內(nèi)。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，金屬支撐體可操作地耦接且電耦接至氣體填充容器。[0061]在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，光波導系統(tǒng)用在街道燈柱照明系統(tǒng)中，無電極等離子體燈源位于街道燈柱的底座處，并且纖維元件延伸到燈柱的頂部，以從升高的位置提供照明。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，一透鏡定位在無電極等離子體燈源與光源耦合元件之間。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，一多路轉接器用在光源耦合元件與至少一個光波導元件之間，以允許傳輸特定波長的電磁輻射。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，一透鏡定位在無電極等離子體燈源與光源耦合元件之間。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，一多路轉接器用在光源耦合元件與至少一個光波導元件之間，以允許傳輸特定波長的電磁輻射。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，一透鏡定位在無電極等離子體燈源與光源耦合元件之間。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的光波導系統(tǒng)中，其中，一多路轉接器用在光源耦合元件與至少一個光波導元件之間，以允許傳輸特定波長的電磁輻射。在一個具體實施方式
中，等離子體無電極燈包括基本上被涂覆以導電外涂層的介電體，該介電體緊密地收容(receive)兩個耦合元件，第一耦合元件連接至RF放大器的輸出，且第二耦合元件連接至RF放大器的輸入。第一耦合元件在燈體的頂表面處電導連接 (接地)至燈體的導電涂層，而第二耦合元件不是這樣的。燈進一步包括燈泡-耦合元件組件，該組件在燈體的底表面接地而到達燈體的導電涂層。電磁能量RF耦合在第一耦合元件與燈泡-耦合元件組件之間，并且RF耦合在燈泡-耦合元件組件與第二耦合元件之間。電磁能量電容性地或電感性地或電容性和電感性組合地耦合到燈泡/耦合元件組件內(nèi)的燈泡。所述燈可以進一步包括反射體，以引導燈泡-耦合元件組件中的燈泡的流明輸出 (luminous output，光輸出)。替換地，也可以不是這樣的。所述燈進一步包括接地母線，以將燈泡/耦合元件組件的頂部電導連接至燈體的導電外涂層。替換地，接地母線可以將燈泡-耦合元件組件的頂部電導連接至反射體，反射體進而電連接至燈體。在另一實施方式中，省去了第二耦合元件，并且第一耦合元件連接至RF源的輸出，該RF源可進一步包括RF振蕩器和放大器。在又一實施方式中，燈體包括部分填充以介電插入物的金屬導體。在又一實施方式中，燈體包括基本上中空而沒有介電插入物的金屬導體。在又一實施方式中，等離子體無電極燈內(nèi)的燈泡-耦合元件組件包括單一的或多部分的本體。在第一部分中，包括實心導體的第一耦合元件被介電體緊密地收容，但不是被完全包圍。第一部分的一部分可被導電地涂覆。在第二部分中，氣體填充容器(燈泡)被介電體緊密地收容；氣體填充容器可以被或可以不被介電體完全包圍。在第三部分中，包括實心導體的第二耦合元件被介電體緊密地收容，但不是被完全包圍。第三部分的一部分可以被導電地涂覆。電磁能量經(jīng)過第二部分而電容性地或電感性地或電容性和電感性組合地耦合在它們之間。在又一方面，第一耦合元件和第二耦合元件包括被涂覆以導電飾面的介電材料， 并且氣體填充容器被第一電極和第二電極的中心介電部分部分地但緊密地收容。電磁能量經(jīng)過第二部分電容性地或電感性地或電容性和電感性組合地耦合在它們之間，并耦合至氣體填充容器。在一個具體實施方式
中，本實用新型提供一種無電極等離子體燈。該燈具有導電殼體，導電殼體具有限定于該導電殼體內(nèi)的空間體積。在一個具體實施方式
中，空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和在導電殼體內(nèi)的外部區(qū)域。所述燈具有支撐體，該支撐體具有設置在或部分設置在導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域和覆蓋支撐體的該外表面區(qū)域的導電材料。所述燈具有氣體填充容器，該氣體填充容器具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成于內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明體或半透明體。在一個具體實施方式
中，所述燈還可包括透明和半透明部分。氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于第一端部區(qū)域與第二端部區(qū)域之間的長度(length)。第一元件耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域。第一耦合元件電耦接至導電材料。第二耦合元件耦接至氣體填充容器的第二端部區(qū)域。RF源耦合元件空間地設置在導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離第一耦合元件的預定距離內(nèi)。所述燈具有設置在源耦合元件與第一耦合元件之間的間隙(如，氣體間隙)。根據(jù)一具體實施方式
，該間隙由所述預定距離提供。所述燈具有包括輸出和可選的輸入的RF源。RF源的輸出通過間隙和RF源耦合元件耦合至第一耦合元件。在一替換的具體實施方式
中，本實用新型提供一替換的無電極等離子體燈。所述燈具有導電殼體，導電殼體具有限定于該導電殼體內(nèi)的空間體積。該空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和在導電殼體內(nèi)的外部區(qū)域。在一個具體實施方式
中，所述燈具有支撐體，該支撐體具有設置在或部分設置在導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域和覆蓋支撐體的該外表面區(qū)域的導電材料。所述燈具有氣體填充容器，該氣體填充容器具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成于該內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明體或半透明體。該氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于第一端部區(qū)域與第二端部區(qū)域之間的長度。在一個具體實施方式
中，所述燈具有耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域的第一元件。第一元件電耦接至導電材料。所述燈具有空間地設置在導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離第一耦合元件的預定距離內(nèi)的RF源耦合元件。在一個具體實施方式
中，所述燈具有設置在RF源耦合元件與第一耦合元件之間的間隙。該間隙由上述預定距離形成。在一個具體實施方式
中，所述燈具有包括輸出和可選的輸入的RF源。RF源的輸出通過上述間隙和RF源耦合元件耦合至第一耦合元件。在另一替換的具體實施方式
中，本實用新型提供了一無電極等離子體燈。該燈具有導電殼體，導電殼體具有限定于該導電殼體內(nèi)的空間體積。該空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域。該燈具有金屬支撐體，該支撐體具有設置在或部分設置在導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域。燈具有氣體填充容器，該氣體填充容器具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成在該內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明體或半透明體。氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于第一端部區(qū)域與第二端部區(qū)域之間的長度。該燈具有耦接至氣體填充容器的第一端部區(qū)域的第一元件。在一個具體實施方式
中，第一耦合元件電耦接至導電材料。該燈還具有耦接至氣體填充容器的第二端部區(qū)域的第二元件。RF源耦合元件空間地設置在導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離第一耦合元件的預定距離內(nèi)。在源耦合元件與第一耦合元件之間設置有間隙。該燈具有包括輸出的RF源，該輸出通過上述間隙和源耦合元件耦合至第一耦合元件。[0077]再進一步，本實用新型提供一種操作無電極等離子體燈裝置的方法。該方法包括提供等離子體燈，該等離子體燈可以是這里描述的任一種。該方法包括將RF能量從RF源傳遞到輸入耦合元件，該輸入耦合元件通過第一耦合元件和一空氣間隙耦合至氣體填充容器。在一優(yōu)選實施方式中，RF能量具有范圍從大約IOOMHz至大約20GHz的頻率，但也可以是其他頻率。該方法包括基本上從氣體填充容器的長度內(nèi)從氣體填充容器的放電而啟發(fā)電磁能量。可選地，該方法包括通過第一耦合元件的導電材料從氣體填充容器傳遞熱能。在一優(yōu)選實施方式中，導電材料可以以熱導體和電導體為特征。而且，本實用新型提供一種操作無電極等離子體燈裝置的方法。該方法包括提供等離子體燈裝置，該等離子體燈裝置可以是這里描述的任一種。該方法包括將RF源耦合元件與耦接至氣體填充容器的第一耦合元件之間的預定距離從第一距離調(diào)整到第二距離，以將第一間隙改變成不同于第一間隙的第二間隙。在一優(yōu)選實施方式中，該預定距離是空氣間隙或其他非固體區(qū)域。當然，可存在其他的變化、修改和替換。利用本實用新型實現(xiàn)了優(yōu)于現(xiàn)有技術的益處。在一個具體實施方式
中，本實用新型提供了具有輸入、輸出和反饋耦合元件的構造的方法和裝置，提供這些耦合元件是為了電磁耦合至燈泡，燈泡的能量傳遞和頻率諧振特性很大程度上與傳統(tǒng)的介質諧振器無關。 在一優(yōu)選實施方式中，本實用新型提供具有加工性和設計靈活性改進的布置的方法和構造。其他實施方式可包括與現(xiàn)有耦合元件構造以互補方式起作用的輸出耦合元件和燈泡的集成組件，還包括相關的方法。更進一步，該方法和裝置提供了改進的熱傳遞特性，并且進一步簡化了制造。在一具體實施方式
中，該方法和所得到的結構對于商業(yè)應用而言相對簡單且在制造方面成本低廉。根據(jù)實施方式，可實現(xiàn)這些益處中的一個或多個。這些和其他益處可以在整個說明書進行描述，并在下面更具體地描述。本實用新型實現(xiàn)了這些益處和公知過程技術背景下的其他益處。但是，參照本說明書后面的部分和附圖，可實現(xiàn)對本實用新型的本質和優(yōu)點的進一步理解。

考慮下面對優(yōu)選實施方式的描述，并與這里提供的附圖相結合來閱讀，能夠獲得對本實用新型及其優(yōu)點更全面的理解。在附圖和說明中，參考標號表示本實用新型的各個特征，且在所有的附圖和說明中，相似的參考標號表示相似的特征。圖1是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的利用無電極等離子體燈作為電磁輻射源的光波導系統(tǒng)的簡化橫截面示意圖。圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的集成到燈柱系統(tǒng)中的光波導系統(tǒng)的簡化透視圖。圖3A是由RF源驅動并電容性地耦接到該源的氣體填充容器的一般性示意圖；為了優(yōu)化燈效率和光輸出，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，在RF源與諧振器之間以及在諧振器與氣體填充容器之間設有多個阻抗匹配網(wǎng)絡。圖:3B是由RF源驅動并電感性地耦接到該源的氣體填充容器的一般性示意圖；為了優(yōu)化燈效率和光輸出，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，在RF源和諧振器之間以及在諧振器和氣體填充容器之間設有多個阻抗匹配網(wǎng)絡。圖4A是外部諧振器無電極燈的簡化透視圖，其包括連接在維持振蕩的正反饋構造中的外部RF放大器，其將能量耦合到燈泡。輸入耦合元件與輸出耦合元件之間的耦合的諧振特性在反饋環(huán)中提供頻率選擇振蕩。圖4B是一替換的外部諧振器無電極燈的簡化透視圖，其包括外部RF源，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，該外部RF源可包括振蕩器和放大器。圖4C是一替換的外部諧振器無電極燈的簡化透視圖，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其包括外部RF放大器。該外部RF放大器連接在維持振蕩的正反饋構造中，其將能量耦合到燈泡。輸入耦合元件與輸出耦合元件之間的耦合的諧振特性在反饋環(huán)中提供頻率選擇性振蕩。圖5A是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的集成燈泡/輸出耦合元件組件的簡化透視圖，該組件包括多個部分，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器、以及頂部耦合元件。輸出耦合元件和頂部耦合元件是實心電導體。圖5B是圖5A中所示的根據(jù)本實用新型的一個實施方式的包括多個部分的集成燈泡/輸出耦合元件組件的簡化側截面圖，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器、以及頂部耦合元件。輸出耦合元件和頂部耦合元件是實心電導體。圖5C是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的包括多個部分的替換的集成燈泡/輸出耦合元件組件的簡化透視圖，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器、以及頂部耦合元件。輸出耦合元件和頂部耦合元件是被導電涂覆的介電材料。圖5D是圖5C中所示的根據(jù)本實用新型的一個實施方式的包括多個部分的替換的集成燈泡/輸出耦合元件組件的簡化側截面圖，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器、以及頂部耦合元件。輸出耦合元件和頂部耦合元件是被導電涂覆的介電材料。圖5E是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的包括多個部分的替換的集成燈泡/輸出耦合元件組件的簡化透視圖，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器、以及頂部耦合元件。輸出耦合元件和頂部耦合元件是被導電涂覆的介電材料。圖5F是圖5E中所示的根據(jù)本實用新型的一個實施方式的包括多個部分的替換的集成燈泡/輸出耦合元件組件的簡化側截面圖，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器、以及頂部耦合元件。輸出耦合元件和頂部耦合元件是被導電涂覆的介電材料。圖5G是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的替換圖5E中所示的集成燈泡/輸出耦合元件組件的透視圖，該組件包括多個部分，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器，但沒有頂部耦合元件。輸出耦合元件由被導電涂覆的介電材料制成。圖5H是圖5G中所示的根據(jù)本實用新型一個實施方式的包括多個部分的替換的集成燈泡/輸出耦合元件組件的側截面圖，多個部分包括輸出耦合元件、作為燈泡的氣體填充容器，但沒有頂部耦合元件。輸出耦合元件由被導電涂覆的介電材料制成。圖6是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的圖4A、圖4B和圖4C中所示的燈的燈體 /金屬罩(enclosure)的簡化透視圖。中空的導電燈體收容集成燈泡/輸出耦合元件組件以及輸入耦合元件和反饋耦合元件。圖7A是根據(jù)本實用新型一個實施方式的替換的無電極燈設計的簡化側截面圖， 該無電極燈設計采用圖6中所示的導電燈體和圖5D中所示的集成燈泡/輸出耦合元件組CN 202189755 U
說明書
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件。燈體的內(nèi)部填充有空氣，并且輸入耦合元件周圍使用介電層，以防止電弧(arc)。圖7B是圖7A所示的燈設計的修改燈設計的簡化側截面圖。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，燈泡組件的輸出耦合元件周圍的介電層的一部分被移除。圖7C是圖7A所示的燈設計的替換燈設計的簡化側截面圖。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，燈體的下部被局部填充以電介質。圖7D是圖7A所示的燈設計的替換燈設計的側截面圖。類似于圖7C，燈體被局部填充以電介質，除了介電層是圓柱形的且圍繞燈組件的輸出耦合元件以外。
具體實施方式
根據(jù)本實用新型，提供針對用等離子體燈產(chǎn)生光的裝置和方法的技術。更具體地， 本實用新型提供由氣體填充容器(燈泡)內(nèi)的射頻源無需利用電極來驅動的等離子體燈及相關方法。僅作為實例，這種等離子體燈可應用于如下應用場合，例如運動場、安全設施、 停車場、軍事和國防設施、街道、大小建筑物、橋梁、倉庫、農(nóng)業(yè)、uv水處理、建筑照明、舞臺照明、醫(yī)療照明、顯微鏡、投影儀和顯示器、這些的任意組合等等。提供下面的描述，使得本領域技術人員能夠實施并利用本實用新型并能將本實用新型結合在特定應用場合中。對本領域技術人員而言，各種修改以及在不同應用場合的多種應用是顯而易見的，并且這里限定的一般原理可應用于寬范圍的實施方式。因此，本實用新型不限于所提供的實施方式，而是符合與這里公開的原理和新穎特征相一致的最寬范圍。在下面的詳細描述中，闡述了許多具體的細節(jié)，以便提供對本實用新型的更全面理解。但是，對本領域技術人員來說很顯然，可以實施本實用新型，而不必限于這些具體的細節(jié)。在其他情況下，眾所周知的結構和裝置以框圖形式示出，而不是詳細地示出，以突顯本實用新型。讀者應注意與本說明書一起提交的所有的材料和文獻，這些與本說明書一起對公眾開放查閱，并且所有這些材料和文獻的內(nèi)容都以引證方式結合于此。除非以其他方式明確說明以外，本說明書(包括所附權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征可以由實現(xiàn)相同、等同或相似目的的替換特征代替。因此，除非以其他方式明確表示，所公開的每個特征僅是一般意義上的一系列等同或類似特征的一個實例。此外，權利要求中沒有明確地說明用于執(zhí)行某一特定功能的“裝置”或用于執(zhí)行某一特定功能的“步驟”的任何要素不應解釋為35 U. S. C.第112章第6段所規(guī)定的“裝置”或“步驟”的款項。具體地，這里，權利要求中的“步驟”或“動作”的使用不旨在援引35 U. S. C.第112章第6段的規(guī)定。請注意，如果使用，則標識左、右、前、后、頂部、底部、前進、后退、順時針和逆時針僅是為了便利的目的而使用，不旨在意指任何特定的固定方向。相反，使用這些標識是來表示物體的各個部分之間的相對位置和/或方向。此外，術語“第一”和“第二”或其他的類似描述不必然意指順序，而是應該用普通的意思來解釋。圖1示出了利用本實用新型所提供的無電極等離子體燈源的光波導系統(tǒng)的簡化橫截面圖。該光波導系統(tǒng)包括至少一個無電極等離子體燈，至少一個無電極等離子體燈作為用來發(fā)射電磁輻射到光波導系統(tǒng)中的源。該系統(tǒng)可包括多個無電極等離子體源，以便產(chǎn)生更大量的電磁輻射，或者產(chǎn)生不同波長的電磁輻射。無電極等離子體燈源可包括環(huán)繞燈泡的反射體，以便引導并集中從燈泡發(fā)射的電磁輻射。反射體的內(nèi)部由高反射材料制成，以便確保最大量的所發(fā)射的電磁輻射被集中。此外，反射體的外側可設置透鏡，以進一步集中所發(fā)射的電磁輻射。關于無電極等離子體燈源的進一步的細節(jié)可在2009年6月22日提交的題為 “ELECTRODELESSLAMPS WITH EXTERNALLY-GROUNDED PROBES AND IMPROVEDBULB ASSEMBLIES(具有外接地探針的無電極燈以及改進的燈泡組件)，，的相關的PCT專利申請 No. PCT/US09/48174中找到，該專利申請是共同所有的，并為所有目的以引證方式整體結合于此。在光波導系統(tǒng)中的使用無電極等離子體燈源在某種程度上會是有益的，這是因為這種燈比普通的白熾燈泡光源或者以高功率水平操作的LED具有更高的每流瓦(lumen perwatt)比率。此外，無電極燈的更小尺寸的電弧允許光更高效地耦合到光波導系統(tǒng)中。 因此，使用無電極等離子體燈源減少了操作和產(chǎn)生光波導系統(tǒng)所需的功率的量。由本實用新型提供的光波導系統(tǒng)包括光源耦合元件。該源耦合元件包括與至少一個無電極等離子體燈源的輸出耦合的輸入。該源耦合元件被配置成接收從無電極等離子體燈源發(fā)射出的被集中的電磁輻射。光源耦合元件可包括被環(huán)繞的光通道，所發(fā)射的電磁輻射經(jīng)過該光通道。光通道由允許傳輸所發(fā)射的各種波長的電磁輻射的材料形成，包括但不限于塑料或玻璃(諸如石英)。光通道可由反射材料環(huán)繞，以確保光通道內(nèi)包含最大量的電磁輻射。替換地，該光通道可被包覆層環(huán)繞，該包覆層具有不同于光通道的反射系數(shù)。這種反射系數(shù)用來確定電磁輻射在通道內(nèi)的入射角度，因此允許光源的定位，以確保在光通道內(nèi)發(fā)生全內(nèi)反射。光源耦合元件可以是任何形狀的，以允許耦接至多個光波導元件。在本實用新型的一替換實施方式中，光源耦合元件包括在光通道中的腔體。無電極等離子體燈源設置在光通道中的腔體內(nèi)。通過將燈源設置在光源耦合元件的光通道內(nèi)， 最大量的電磁輻射被發(fā)射到并包含在光源耦合元件的光通道內(nèi)。這又進一步提高了光源耦合元件的耦合效率。光源耦合元件包括與至少一個光波導元件的近端輸入直接耦合的至少一個輸出。 光波導元件可包括用來形成光纖電纜的單個光學纖維或一束光學纖維。光波導元件的纖維可通過任何適當?shù)姆绞今罱又凉庠瘩詈显?，包括但不限于拼?splice)、熔融拼接或對接。光源耦合元件可包括耦合至多個光波導元件的多個輸出。波導的光學纖維可由玻璃或者塑料材料制成，以允許光傳輸通過光波導元件并從至少一個光學纖維的遠端出來。在光學纖維的遠端可設置一光散射體，以從光波導元件適當?shù)匕l(fā)射光。該散射體可包括反射體， 以反射光并提供期望的照明。在本實用新型的替換實施方式中，在光源耦合元件與至少一個光波導元件之間耦接有多路轉接器。該多路轉接器用來與發(fā)射各種波長的電磁輻射的多個無電極電磁輻射源結合。該多路轉接器可包含與電磁輻射的期望輸出波長的數(shù)量對應的2η個輸出。然后，多路轉接器的輸出耦合至單獨的光學纖維(這些單獨的光學纖維被捆成束以形成電纜光波導元件)，或耦合至單獨的波導元件。輸出的數(shù)量對應于從所發(fā)射的電磁輻射中提取的不同波長的電磁輻射的數(shù)量。在形成能夠發(fā)射變化波長的光的光波導系統(tǒng)中，增加了波導系統(tǒng)的應用，包括但不限于大顯示器照明。圖2示出了由本實用新型提供的光波導系統(tǒng)的一種應用的簡化透視圖。具體地， 該應用是從燈柱上的升高位置提供照明?？砂▎蝹€或多個無電極等離子體燈的無電極等離子體燈電磁輻射源位于燈柱的底部上。電磁輻射源耦接至光源耦合元件，使得電磁輻射源的輸出被輸入到源耦合元件中。該源耦合元件位于燈柱的底座上且臨近電磁輻射源。在將電磁輻射源和對應的源耦合元件定位在燈柱底部時，在電磁輻射源的無電極等離子體燈中使用的燈泡更容易接近且更容易更換。源耦合元件的單個輸出或多個輸出直接耦合至至少一個光波導元件。光波導元件包括柔性的光學纖維。通過利用柔性的光學纖維，光波導元件可延伸穿過燈柱并定位在燈柱的頂端處，使得光學纖維的遠端向下定位，從而提供燈柱底座周圍的區(qū)域的照明。當然，光學纖維的遠端可配置在任何位置，以提供期望的照明。 由本實用新型提供的光波導系統(tǒng)的應用不限于路燈，而是可包括任何照明應用，諸如運動場照明、劇院照明、顯示器照明或醫(yī)療照明。替換地，光波導系統(tǒng)可用在需要精確地定位所發(fā)射的電磁輻射的任何醫(yī)療裝置應用中。其余的描述示出了由本實用新型提供的可在光波導系統(tǒng)中用作源的各種無電極燈的構造。圖3A示出了從RF源110到氣體填充容器130的有效能量傳遞的一般性示意圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。來自RF源的能量被引導到阻抗匹配網(wǎng)絡210，該阻抗匹配網(wǎng)絡210能夠將能量從RF源有效傳遞到諧振結構220。這種阻抗匹配網(wǎng)絡的實例是E 場或H場耦合元件，但也可以是其他形式的。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，進而，另一阻抗匹配網(wǎng)絡230能夠高效地將能量從諧振器傳遞到氣體填充容器130。該阻抗匹配網(wǎng)絡的實例是E場或H場耦合元件。當然，可存在其他的變化、修改和替換。在一具體實施方式
中，氣體填充容器由適當?shù)牟牧现瞥桑T如石英或者其他透明或半透明的材料。該氣體填充容器填充有惰性氣體(如氬氣)和熒光體或發(fā)光體(如汞、 納、鏑、硫或金屬鹵化鹽(如三溴化銦、溴化鈧或碘化銫))(或者可同時包含多種熒光體或發(fā)光體)。根據(jù)一具體實施方式
，氣體填充容器還可包括金屬鹵化物或將會放出電磁輻射的其他金屬物(piece)。當然，可存在其他的變化、修改和替換。在一具體實施方式
中，利用一電容耦合結構131將RF能量傳遞給填充在燈泡130 內(nèi)的氣體。如眾所周知的，電容耦合器通常包括有限程度地封閉一體積的兩個電極并主要地至少利用電場(E場)來耦合能量。本領域技術人員將會認識到，如這里示意形式示出的， 阻抗匹配網(wǎng)絡210和230以及諧振結構220可理解為RF源與電容耦合結構之間的分布電磁耦合的等效電路模型。阻抗匹配網(wǎng)絡的使用還允許所述源具有除50歐姆之外的阻抗；這可提供關于RF源性能的優(yōu)點，其形式為降低來自RF源的發(fā)熱或能量消耗。降低來自RF源的能量消耗和損失在整體上能夠為燈提供更高的效率。本領域技術人員還將認識到，阻抗匹配網(wǎng)絡210和230并不必相同。圖;3B示出了從RF源110到氣體填充容器130的有效能量傳遞的一般性示意圖。 該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。來自RF源的能量被引導到阻抗匹配網(wǎng)絡210，該阻抗匹配網(wǎng)絡210能夠將能量從RF源有效傳遞到諧振結構220。進而，另一阻抗匹配網(wǎng)絡230能夠高效地將能量從諧振器傳遞到氣體填充容器130。利用一電感耦合結構140將RF能量傳遞給燈泡130內(nèi)的氣體填充物。如眾所周知的，電感耦合裝置通常包括有限長度(extent) 的電線或線圈形式的電線并主要地利用磁場(H場)來耦合能量。本領域的普通技術人員將會認識到，如這里示意形式示出的，阻抗匹配網(wǎng)絡210和230以及諧振結構220可解釋為RF源與電感耦合結構之間的分布電磁耦合的等效電路模型。阻抗匹配網(wǎng)絡的使用還允許源具有除50歐姆之外的阻抗；這可以提供關于RF源性能方面的優(yōu)點，其形式為減小了來自 RF源的發(fā)熱或能量消耗。降低來自RF源的能量消耗和損失能夠在整體上使燈具有更高的效率。本領域的普通技術人員還將認識到，阻抗匹配網(wǎng)絡210和230并不必相同。圖4A是采用燈體600的無電極燈的透視圖，該燈體的外表面601是導電的并接地。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶１绢I域技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。描述了圓柱形的燈體，但也可以采用矩形或其他形狀。這種導電性可通過應用導電飾面或通過選擇導電材料來實現(xiàn)。導電飾面的示例性實施方式是銀粉漆，或者替換地，燈體可由諸如鋁的導電材料的薄片制成。集成的燈泡/輸出耦合元件組件100通過開口 610被燈體600緊密地收容。燈泡/輸出耦合元件組件100包含燈泡130， 該燈泡是最終產(chǎn)生照明輸出的氣體填充容器。本實用新型的一個方面是組件100的底部，輸出耦合元件120在平面101處接地而達到燈體600及其導電表面601。來自燈泡的照明輸出由外部反射體670收集并引導， 該外部反射體是導電的或由具有導電背襯(backing)的介電材料制成，并且該外部反射體附接至燈體600并與之電接觸。本實用新型的另一方面是組件100的頂部，頂部耦合元件 125在平面102處經(jīng)由接地母線710和反射體670接地而達到燈體600。替換地，可以不存在反射體670，而是接地母線與燈體600進行直接電接觸。反射體670被描述為拋物線形狀的，且燈泡130位于其焦點附近。本領域的普通技術人員將認識到，可設計出范圍寬泛的可能的反射體形狀來滿足光束方向的需要。在一具體實施方式
中，所述形狀可以是圓錐形、 凸形、凹形、梯形、金字塔形、或這些形狀的任意組合等等。較短的反饋E場耦合元件635耦合來自燈泡/輸出耦合元件組件100的少量RF能量，并向RF放大器210的RF放大器輸入 211提供反饋。反饋耦合元件635通過開口 612被燈體600緊密地收容，因此不是與燈體的導電表面601直接DC電接觸。輸入耦合元件630與RF放大器輸出212電連接。輸入耦合元件630通過開口 611被燈體600緊密地收容，因此不是與燈體的導電表面601直接DC電接觸。然而，本實用新型的另一關鍵方面是，輸入耦合元件的頂部在平面631處接地而達到燈體600及其導電表面601。RF功率主要從輸入耦合元件630強烈地電感耦合至燈泡/輸出耦合元件組件 100，這通過物理接近、它們的相對長度及它們的接地平面的相對布置實現(xiàn)。燈泡/輸出耦合元件組件的表面637被涂覆以導電飾面或導電材料，并連接至燈體600及其導電表面 601。燈泡/輸出耦合元件組件的其他表面(包括表面638、639和640)沒有被涂覆以導電層。此外，表面640在光學上是透明的或半透明的。通過電磁仿真并通過直接測量發(fā)現(xiàn)，輸入耦合元件630與輸出耦合元件120和燈組件100之間的耦接是高度頻率選擇性的且主要是電感式的。這種頻率選擇性在包括輸入耦合元件630、燈泡/輸出耦合元件組件100、反饋耦合元件635和放大器210的電路中提供了諧振振蕩器。本領域的普通技術人員將認識到，所述諧振振蕩器等同于圖3A和圖;3B中示意性示出的RF源110。本實用新型的一個顯著優(yōu)點是諧振頻率強烈地依賴于輸入耦合元件和輸出耦合元件的相對長度。這允許使用固有諧振頻率可遠遠高于實際工作頻率的緊湊的燈體。在一個示例性實施方式中，燈體600的底部可由直徑1. 5”和高度0. 75”的中空的鋁圓柱體構成。這種空氣腔體諧振器的基礎諧振頻率是大約4GHz，但在一具體實施方式
中，通過CN 202189755 U
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利用針對輸入耦合元件和輸出耦合元件的上述設計，并通過調(diào)整輸出耦合元件的長度，燈組件的整體諧振頻率可減小至900MHz或不大于大約900MHz。本實用新型的另一顯著優(yōu)點是耦合于燈泡130的RF功率強烈地依賴于輸入耦合元件630與燈泡/輸出耦合元件組件 100內(nèi)的輸出耦合元件120之間的物理間隔。這允許在組裝時精細地調(diào)整由尺寸公差寬松的各部件組成的燈的亮度輸出。本實用新型的另一顯著優(yōu)點是輸入耦合元件630和燈泡/ 輸出耦合元件組件100分別在平面631和101處接地，這與燈體600外表面相符合。這消除了精細調(diào)整它們在燈體內(nèi)的插入深度、以及它們之間的RF耦合對深度的任何敏感度的需要，從而簡化了燈的制造、同時提高了燈亮度產(chǎn)生(yield)的一致性。圖4B是一無電極燈的透視圖，與圖4A所示的無電極燈的不同之處僅在于RF源， 該實例中的RF源不是分布式振蕩器電路，而是與RF放大器210的RF放大器輸入211電連接的單獨的振蕩器205。RF放大器輸出212與輸入耦合元件630電連接，該輸入耦合元件向燈泡/輸出耦合元件組件100傳送RF功率。輸入耦合元件630與燈泡/輸出耦合元件組件100中的輸出耦合元件之間的耦合的諧振特征與RF源是頻率匹配的，以優(yōu)化RF功率傳遞。當然，可存在其他的變化、修改和替換。圖4C是一無電極燈的透視圖，其與圖4A中所示的無電極燈相似，除了其不具有反射體670之外。燈泡組件中的頂部耦合元件125利用接地母線715直接連接至燈體600。 該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。圖5A是一集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的透視圖，其與圖4A、圖4B和圖 4C中所示的組件100相同。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?本領域技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該組件包括下部110、中部111和上部 112。替換地，這些部分可以不是物理地隔開的。下部110被鉆孔，以緊密地收容為實心導體的輸出耦合元件120。耦合元件120在平面121處從下部110突出。本實用新型的關鍵方面在于，耦合元件120在平面121處與燈體600進行接地接觸，如圖4A、圖4B和圖4C中所示的。中部111是中空的，以緊密地收容燈泡130，該燈泡是最終產(chǎn)生燈的照明輸出的氣體填充容器。該氣體填充容器包含惰性氣體(如氬氣)和熒光體或發(fā)光體(如汞、納、硫或金屬鹵化鹽(如三溴化銦或碘化銫))(或者可同時包含多種熒光體或發(fā)光體)。替換地， 中部111是中空的，由此得到的腔體形成燈泡130的體積，使得兩者成為一體的單元。中部 111可利用高溫粘合劑附接至下部110和上部112。上部112被鉆孔，以緊密地收容為實心導體的頂部電極125。頂部電極125在平面1 處從上部112突出。本實用新型的關鍵方面在于，頂部耦合元件125在平面1 處與燈體600進行接地接觸，如圖4A、圖4B和圖4C 中所示。這是通過接地母線710和反射體本體670或接地母線715實現(xiàn)的?？傮w而言，RF 能量通過輸出耦合元件120和頂部耦合元件125電容性地或電感性地或電容性和電感性組合地耦合到由石英、半透明的氧化鋁或其他類似材料制成的燈泡130，使得惰性氣體離子化并使熒光體汽化，從而獲得從燈發(fā)射出的強光115。部分110、111和112可由相同的材料或不同的材料制成。中部111對于可見光必須是透明的且具有高熔點，如石英或半透明的氧化鋁。下部Iio和上部112可由透明的 (石英或半透明的氧化鋁)或不透明的(氧化鋁)材料制成，但它們在RF頻率下必須具有低損耗。在所有這三部分使用相同材料的情況下，組件可由單件材料制成，如石英或半透明氧化鋁的中空管。上部112可涂覆以導電飾面116，其目的是屏蔽來自頂部電極125的電磁輻射。下部110可以部分地涂覆以導電飾面117，其目的是屏蔽來自輸出耦合元件120的電磁輻射。這種部分涂覆將延伸至下部110的從燈體600突出的部分，如圖4A、圖4B和圖4C 所示，并且不會與輸入耦合元件630重疊。分割從燈體突出的部分的平面以虛線140示意性示出。導電飾面116和117的示例性實施方式是銀粉漆。替換地，代替導電飾面部分，下部110可被金屬環(huán)650覆蓋，該金屬環(huán)作為燈體600的延伸部分，如圖6中所示。中部111 的外表面未被涂覆。圖5B是圖5A中所示的集成的燈泡/輸出耦合元件組件的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶１绢I域技術人員將認識到其他的變化、 修改和替換。該組件可由單件材料制成，如中空石英管或半透明的氧化鋁，或者可由三個不同的構件組裝在一起來制成。圖5C是集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的替換設計的透視圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶１绢I域技術人員將認識到其他的變化、 修改和替換。該組件類似于圖5A，除了輸出耦合元件120和頂部耦合元件125利用導電涂覆的電介質而不是實心導體制成之外。該燈泡組件包括三部分110、111和112，它們可分別由不同的材料制成并集成在一起，或者可由單件制成(如石英或半透明的氧化鋁的中空管)。輸出耦合元件120包括由諸如氧化鋁的材料制成的介電柱122，其外表面被涂覆以諸如銀的導電飾面。下部110被鉆孔，以收容輸出耦合元件120。頂部耦合元件125也包括由諸如氧化鋁的材料制成的介電柱127，其外表面被涂覆以諸如銀的導電飾面。本實用新型的關鍵方面在于，輸出耦合元件120和頂部耦合元件125的介電柱被鉆孔，以緊密地收容燈泡 130，使得通過它們的介電中心的熱傳遞和通過它們的導電外涂層的RF耦合同時發(fā)生。輸出耦合元件和頂部耦合元件的介電柱的與燈泡相接觸的區(qū)域沒有被涂覆以導電飾面。利用這種燈泡組裝方式，使得高RF場遠離燈泡的端部，從而獲得更可靠的燈。本實用新型的另一關鍵方面在于，輸出耦合元件120和頂部耦合元件125分別在平面121和1 處與燈體 600進行接地接觸，如圖4A、4B和4C中所示。下部110被圖4A、圖4B和圖4C中所示的燈體600收容(并與輸入耦合元件630 的長度重疊)且如圖5C中所示位于虛線140以下的部分沒有被涂覆以導電層。部分110 位于燈體600以上但基本上位于燈泡130以下的部分以線140和141之間的區(qū)域示出；該部分可以被涂覆以導電飾面。下部110的基本上位于燈泡130以上的部分以線142以上的區(qū)域示出；該部分可以被涂覆以導電飾面116。導電涂覆的目的是屏蔽不想要的電磁輻射。 導電飾面116和117的示例性實施方式是銀粉漆。替換地，代替導電飾面部分，下部110可被金屬環(huán)650覆蓋，該金屬環(huán)作為燈體600的延伸部分，如圖6中所示。中部111的外表面未被涂覆。圖5D是圖5C中所示的集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該組件可由單件材料制成，如中空石英管或半透明的氧化鋁，或者可由三個不同的構件組裝在一起而制成。圖5E是集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的替換設計的透視圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該組件類似于圖5C，除了組件的中部和頂部沒有位于介電管(諸如石英管)內(nèi)之外。該組件包括三部分。底部110與圖5C相同，且包含輸出耦合元件120，該輸出耦合元件包括由諸如氧化鋁的材料制成的介電柱122，其外表面被涂覆以諸如銀的導電飾面。中部包括燈泡(氣體填充容器)130，該燈泡由對于可見光是透明的材料制成，諸如石英或半透明的氧化鋁。頂部包括頂部耦合元件125，該頂部耦合元件也包括介電柱127，該介電柱由諸如氧化鋁的材料制成，其外表面被涂覆以諸如銀的導電飾面。本實用新型的關鍵在于，輸出耦合元件120和頂部耦合元件125的介電柱被鉆孔，以緊密地收容燈泡130，使得通過它們的介電中心的熱傳遞和通過它們的導電外涂層的RF耦合同時發(fā)生。輸出耦合元件和頂部耦合元件的介電柱的與燈泡相接觸的區(qū)域沒有被涂覆以導電飾面。利用這種燈泡組裝方式，使得高RF場遠離燈泡的端部，從而獲得更可靠的燈。本實用新型的另一關鍵方面在于，輸出耦合元件120和頂部耦合元件125分別在平面121和1 處與燈體600進行接地接觸，如圖4A、圖4B和圖4C中所示。下部110的被圖4A、圖4B和圖4C中所示的燈體600收容(并與輸入耦合元件630 的長度重疊)且如圖5C中所示位于虛線140以下的部分沒有被涂覆以導電層。下部110的位于燈體600以上但基本上位于燈泡130以下的部分以線140與141之間的區(qū)域示出；該部分可被涂覆以導電飾面117。導電涂覆的目的是屏蔽不想要的電磁輻射。導電飾面117 的示例性實施方式是銀粉漆。替換地，代替導電飾面部分，下部110可被金屬環(huán)650覆蓋， 該金屬環(huán)作為燈體600的延伸部分，如圖6中所示。圖5F是圖5D中所示的集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。除了組件的中部和頂部沒有位于由諸如石英的材料制成的介電管內(nèi)以外，該組件類似于圖5E中所示的組件。圖5G是集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的替換設計的透視圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶１绢I域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該組件類似于圖5E，除了沒有頂部耦合元件之外。該組件包括兩部分。底部110與圖3E相同，且包含輸出耦合元件120，該輸出耦合元件120包括由諸如氧化鋁的材料制成的介電柱122，該介電柱的外表面被涂覆以諸如銀的導電飾面。燈泡(氣體填充容器)130的頂部由對于可見光是透明的材料制成，諸如石英玻璃或半透明的氧化鋁。 本實用新型的關鍵方面在于，輸出耦合元件120的介電柱被鉆孔，以緊密地收容燈泡130， 使得通過它的介電中心的熱傳遞和通過它的導電外涂層的RF耦合同時發(fā)生。輸出耦合元件的介電柱的與燈泡相接觸的區(qū)域沒有被涂覆以導電飾面。利用這種燈泡組裝方式，使得高RF場遠離燈泡的端部，從而獲得更可靠的燈。本實用新型的另一關鍵方面在于，輸出耦合元件120在平面121處與燈體600進行接地接觸，如圖4A、圖4B和圖4C中所示。底部110的被圖4A、圖4B和圖4C中所示的燈體600收容(并與輸入耦合元件630 的長度重疊)且如圖5G中所示位于虛線140以下的部分沒有被涂覆以導電層。底部110的位于燈體600以上但基本上位于燈泡130以下的部分以線140與141之間的區(qū)域示出；該部分可被涂覆以導電飾面117。導電涂覆的目的是屏蔽不想要的電磁輻射。導電飾面117 的示例性實施方式是銀粉漆。替換地，代替導電飾面，底部110的線140與141之間的部分可被金屬環(huán)650覆蓋，該金屬環(huán)作為燈體600的延伸部分，如圖6中所示。[0135]圖5H是圖5G中所示的集成的燈泡/輸出耦合元件組件100的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該組件類似于圖5F，只是沒有頂部耦合元件。圖6是圖4A、圖4B和圖4C中所示的燈的燈體/金屬外殼的透視圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。燈體/金屬外殼包括兩部分底部600和頂部650。在這種情況下， 燈體的底部是圓柱形的，但也可制成為矩形或其他形狀。燈體的頂部是金屬環(huán)的形式，但也可是矩形/方形的形式。燈體由金屬制成，諸如鋁或銅。該燈體可由多個件制成，多個件利用螺釘或通過釬焊或焊接或其他技術附接在一起。燈體的內(nèi)部638是中空的，并通過孔610 和510來收容集成的燈泡/輸出耦合元件組件100 (圖5A、圖5C和圖5E)。輸出耦合元件 120和頂部耦合元件125電連接至接地的燈體。燈體中還有孔611和612，以收容輸入耦合元件630和反饋耦合元件635，如圖4A、圖4B和圖4C中所示。這兩個耦合元件的底部處將不接觸燈體的壁。但是，輸入耦合元件630將在燈體600的頂表面處突出穿過孔731，并連接至接地的燈體。圖7A是替換的無電極燈設計的側截面圖，其采用圖6中所示的燈體/金屬外殼和圖5E中所示的集成的燈泡/輸出耦合元件組件。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。燈體的內(nèi)部638基本上是中空的。在輸入耦合元件630的周圍使用諸如特氟龍(Teflon)的介電層605，以防止電弧。輸入耦合元件的端部631連接至接地的燈體。該燈組件還在平面101 和102處接地。燈組件的位于燈體600內(nèi)部的下部110未被涂覆以任何金屬。這允許RF 能量從輸入耦合元件630耦合到輸出耦合元件120。與燈泡的耦接及阻抗匹配依賴于兩個耦合元件之間的分隔以及它們的尺寸(包括長度和直徑)。燈體和燈組件的諧振頻率強烈地依賴于輸出耦合元件的長度，但不太依賴于圓柱形燈體的直徑。反饋耦合元件635通過開口 612被燈體600緊密地收容，因此不是與燈體600直接DC電接觸。較短的反饋E場耦合元件635耦合來自燈泡/輸出耦合元件組件100的少量RF能量，并向RF放大器210提供反饋。雖然圖5A中所示的構造是類似于圖4A的反饋構造，但利用類似于圖4B的無反饋構造來實現(xiàn)這種設計也是可行的。圖7B是圖7A中所示的無電極燈設計替換無電極燈設計的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該設計是類似的設計，除了圖7A中所示的介電層110的在燈體600 的底部內(nèi)圍繞輸出耦合元件120的一部分被去除之外。圖7C是圖7A中所示的無電極燈設計的替換無電極燈設計的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該設計是類似的設計，除了燈體600在燈體的下部被部分填充以電介質602之外。圖7D是圖7C中所示的燈設計的替換燈設計的側截面圖。該圖僅是示例性的，這里不應該不恰當?shù)叵拗茩嗬蟮姆秶?。本領域的普通技術人員將認識到其他的變化、修改和替換。該設計也具有被部分填充以電介質的燈體600，除此之外，介電層是圍繞燈組件的輸出耦合元件的圓柱形。燈體還有可能完全填充以電介質。[0141]通過電磁仿真示出了圖4A和圖4B中所示的燈設計的兩個顯著優(yōu)點，即，諧振頻率強烈地依賴于輸入耦合元件和輸出耦合元件的相對長度以及耦合于燈泡130的RF功率強烈地依賴于輸入耦合元件630與燈泡/輸出耦合元件組件100內(nèi)的輸出耦合元件120之間的物理分隔，這兩個優(yōu)點在圖7A和圖7B所示的設計中保留。本領域的普通技術人員還將認識到，圖7A和圖7B中所示的分布式RF振蕩器構造(其包括反饋耦合元件635和放大器 210以及輸入耦合元件630，形成圍繞燈泡/輸出耦合元件組件100的正反饋環(huán)，且類似于圖4A所示的構造)，可被圖4B中所示的集總(lumped) RF源構造替代，這對本實用新型沒有實質改變。盡管以上是對具體實施方式
的全面描述，但也可采用各種修改、替換結構和等同結構。因此，以上描述和說明不應該認為是限制本實用新型的范圍，本實用新型的范圍由所附權利要求限定。
權利要求1.一種使用無電極等離子體源燈的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述光波導系統(tǒng)包括 至少一個無電極等離子體燈源，具有一輸出，所述輸出包括發(fā)射的光；至少一個光源耦合元件，具有能夠接收和發(fā)送光的至少一個輸入和至少一個輸出，所述纖維光源耦合元件的輸入耦合至至少一個無電極等離子體燈源的輸出；以及至少一個光波導元件，包括具有相應的近端輸入和遠端輸出的至少一個光學纖維，所述纖維光源耦合元件的輸出耦合至所述光波導元件的至少一個光學纖維的相應的近端輸入，使得從所述無電極等離子體燈源發(fā)出的光被發(fā)送到所述光波導元件的光學纖維中的至少一個中并通過所述光學纖維的至少一個經(jīng)由遠端輸出而發(fā)出。
2.根據(jù)權利要求1所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述無電極等離子體燈源包括 導電殼體，具有限定在所述導電殼體內(nèi)的空間體積，所述空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域；支撐體，具有設置在或部分設置在所述導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域以及覆蓋所述支撐體的外表面區(qū)域的導電材料；氣體填充容器，具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成于所述內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明或半透明體，所述氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于所述第一端部區(qū)域與所述第二端部區(qū)域之間的長度；第一耦合元件，空間地設置在所述導電殼體的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)并耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域，所述第一耦合元件的另一端電連接至所述導電材料；RF源耦合元件，空間地設置在所述導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離所述第一耦合元件的預定距離內(nèi)，所述RF源耦合元件的一端電連接至所述導電材料；設置在所述RF源耦合元件與所述第一耦合元件之間的間隙，所述間隙由所述預定距離形成；RF源，包括一輸出，所述RF源的輸出通過所述間隙和所述RF源耦合元件耦合至所述第一耦合元件。
3.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述RF源通過所述間隙和所述RF 源耦合元件至少電感性地耦合至所述第一耦合元件。
4.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述RF源通過所述間隙和所述RF 源耦合元件至少電容性地、或電感性地、或電容性和電感性組合地耦合至所述第一耦合元件。
5.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述RF源配置成引起基本上沿著所述氣體填充容器的所述長度的電磁能量輸出，同時所述第一端部區(qū)域基本上沒有任何電磁能量。
6.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁能量至少電感性地耦合至所述氣體填充容器。
7.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁能量至少電容性地、電感性地、或電容性和電感性組合地耦合至所述氣體填充容器。
8.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述RF源耦合元件進一步包括一輸入，所述RF源的輸入耦合至第二耦合元件，所述第二耦合元件耦接至所述氣體填充容器的第二端部區(qū)域。
9.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐體被配置成在所述氣體填充容器的工作期間從所述氣體填充容器轉移熱能。
10.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐體由介電材料制成，所述介電材料配置成提供機械支撐，所述介電材料進一步是所述導電材料與所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域之間的擴散屏障。
11.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述第一耦合元件包括一第一耦合元件端部和一第二耦合元件端部，該第一耦合元件端部耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域，該第二耦合元件端部直接連接至接地電勢。
12.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述RF源耦合元件包括一第一耦合元件端部和一第二耦合元件端部，該第一耦合元件端部連接至所述RF源的輸出，該第二耦合元件端部直接連接至接地電勢。
13.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括第二耦合元件，所述第二耦合元件包括一第一耦合元件端部和一第二耦合元件端部，該第一耦合元件端部耦接至所述氣體填充容器的第二端部區(qū)域，該第二耦合元件端部直接耦接至接地電勢。
14.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述第一耦合元件包括在所述導電材料內(nèi)的一暴露介電區(qū)域，所述第一耦合元件的暴露介電區(qū)域耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域。
15.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述暴露介電區(qū)域配置有凹入形狀，以緊密地插入所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域。
16.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括第二耦合元件，所述第二耦合元件包括在所述導電材料內(nèi)的一暴露介電區(qū)域，所述第二耦合元件的暴露介電區(qū)域耦接至所述氣體填充容器的第二端部區(qū)域。
17.根據(jù)權利要求16所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述暴露介電區(qū)域配置有凹入形狀，以緊密地插入所述氣體填充容器的第二端部區(qū)域。
18.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括第二耦合元件，并且其中，所述電磁能量RF耦合在所述第一耦合元件與第二耦合元件之間。
19.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁能量電容性地、電感性地、或電容性和電感性組合地耦合至所述氣體填充容器。
20.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括空間地耦合至所述氣體填充容器的反射體裝置。
21.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述RF源選自RF放大器。
22.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導體是金屬的，所述導體被配置成約束所述空間體積內(nèi)的電磁能量，并被配置為用作所述電磁能量的引導結構。
23.根據(jù)權利要求22所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導體進一步包括介電插入物。
24.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導體是密封的。
25.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導體包括一內(nèi)表面區(qū)域，該內(nèi)表面區(qū)域包括疊置的氧化物支承材料。
26.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導體包括一內(nèi)表面區(qū)域，該內(nèi)表面區(qū)域包括絕緣材料。
27.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述空間體積基本上是空氣。
28.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述空間體積維持在真空中。
29.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述空間體積基本上是氮氣。
30.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述空間體積基本上是介電常數(shù)大于2的介電材料。
31.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括設置在所述導電殼體的空間體積的外部區(qū)域的一部分內(nèi)的反饋耦合元件，所述反饋耦合元件配置成向所述RF 源發(fā)送指示。
32.根據(jù)權利要求31所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在所述反饋耦合元件與所述第一耦合元件之間的反饋耦合元件間隙，所述反饋耦合元件間隙基本上沒有固體介電材料。
33.根據(jù)權利要求31所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導體基本上是中空的。
34.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體填充容器基本上不與所述導電材料接觸。
35.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述半透明的材料是半透明氧化鋁材料。
36.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述導電殼體配置成圓柱形、矩形、環(huán)形、方形、三角形、多邊形、金字塔形、或卵形。
37.根據(jù)權利要求1所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述光波導系統(tǒng)用在街道燈柱照明系統(tǒng)中，所述無電極等離子體燈源位于所述街道燈柱的底座處，并且所述纖維元件延伸到所述燈柱的頂部，以從升高的位置提供照明。
38.根據(jù)權利要求1所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述無電極等離子體燈源包括導電殼體，具有限定在所述導電殼體內(nèi)的空間體積，所述空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域；金屬支撐體，具有設置在或部分設置在所述導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域；氣體填充容器，具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成在所述內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明或半透明體，所述氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于所述第一端部區(qū)域與所述第二端部區(qū)域之間的長度；第一耦合元件，空間地設置在所述導電殼體的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)并耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域，所述第一耦合元件的另一端電連接至所述導電材料；第二耦合元件，耦接至所述氣體填充容器的第二端部區(qū)域，所述第二耦合元件電連接至所述導電材料；以及RF源耦合元件，空間地設置在所述導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離所述第一耦合元件的預定距離內(nèi)，所述RF源耦合元件的一端電連接至所述導電材料；設置在所述RF源耦合元件與所述第一耦合元件之間的間隙，所述間隙由所述預定距離提供；RF源，包括一輸出，所述RF源的輸出通過所述間隙和所述RF源耦合元件耦合至所述第一耦合元件。
39.根據(jù)權利要求38所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體是選自鉬、鋁、 銅、金、銀、復合金屬、或金屬合金、或具有金屬涂層的氧化鋁的導電材料。
40.根據(jù)權利要求38所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，所述上部區(qū)域具有耐熔金屬，所述耐熔金屬耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域。
41.根據(jù)權利要求38所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，所述上部區(qū)域具有耐熔金屬，所述耐熔金屬耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域。
42.根據(jù)權利要求40所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體填充容器由石英材料制成，所述耐熔金屬不會擴散到所述氣體填充容器的石英材料的一部分內(nèi)。
43.根據(jù)權利要求40所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體可操作地耦接且電耦接至所述氣體填充容器。
44.根據(jù)權利要求38所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述光波導系統(tǒng)用在街道燈柱照明系統(tǒng)中，所述無電極等離子體燈源位于所述街道燈柱的底座處，并且所述纖維元件延伸到所述燈柱的頂部，以從升高的位置提供照明。
45.根據(jù)權利要求1所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述無電極等離子體燈源包括導電殼體，具有限定在所述導電殼體內(nèi)的空間體積，所述空間體積具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域；金屬支撐體，具有設置在或部分設置在所述導電殼體的空間體積的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的外表面區(qū)域；氣體填充容器，具有包括內(nèi)表面和外表面以及形成于所述內(nèi)表面內(nèi)的腔體的透明或半透明體，所述氣體填充容器包括第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域以及限定于所述第一端部區(qū)域與所述第二端部區(qū)域之間的長度；第一耦合元件，空間地設置在所述導電殼體的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)并耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域，所述第一耦合元件的另一端電連接至所述導電材料；RF源耦合元件，空間地設置在所述導電殼體的外部區(qū)域內(nèi)并處在距離所述第一耦合元件的預定距離內(nèi)；設置在所述RF源耦合元件與所述第一耦合元件之間的間隙；RF源，包括一輸出，所述RF源的輸出通過所述間隙和所述RF源耦合元件耦合至所述第一耦合元件。
46.根據(jù)權利要求45所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體是選自鉬、鋁、 銅、金、銀、復合金屬、或金屬合金、或具有金屬涂層的氧化鋁的導電材料。
47.根據(jù)權利要求45所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，所述上部區(qū)域具有耐熔金屬，所述耐熔金屬耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域。
48.根據(jù)權利要求45所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體包括下部區(qū)域和上部區(qū)域，所述上部區(qū)域具有耐熔金屬，所述耐熔金屬耦接至所述氣體填充容器的第一端部區(qū)域。
49.根據(jù)權利要求47所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體填充容器由石英材料制成，所述耐熔金屬沒有擴散到所述氣體填充容器的石英材料的一部分內(nèi)。
50.根據(jù)權利要求47所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬支撐體可操作地耦接且電耦接至所述氣體填充容器。
51.根據(jù)權利要求45所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，所述光波導系統(tǒng)用在街道燈柱照明系統(tǒng)中，所述無電極等離子體燈源位于所述街道燈柱的底座處，并且所述纖維元件延伸到所述燈柱的頂部，以從升高的位置提供照明。
52.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，一透鏡定位在所述無電極等離子體燈源與所述光源耦合元件之間。
53.根據(jù)權利要求2所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，一多路轉接器用在所述光源耦合元件與至少一個光波導元件之間，以允許傳輸特定波長的電磁輻射。
54.根據(jù)權利要求38所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，一透鏡定位在所述無電極等離子體燈源與所述光源耦合元件之間。
55.根據(jù)權利要求38所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，一多路轉接器用在所述光源耦合元件與至少一個光波導元件之間，以允許傳輸特定波長的電磁輻射。
56.根據(jù)權利要求45所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，一透鏡定位在所述無電極等離子體燈源與所述光源耦合元件之間。
57.根據(jù)權利要求45所述的光波導系統(tǒng)，其特征在于，一多路轉接器用在所述光源耦合元件與至少一個光波導元件之間，以允許傳輸特定波長的電磁輻射。
專利摘要本實用新型涉及使用無電極等離子體源燈的光波導系統(tǒng)，該無電極等離子體源燈作為電磁輻射源。該系統(tǒng)包括至少一個無電極等離子體燈源，其具有包括發(fā)射的光的輸出；具有能夠接收和發(fā)送光的至少一個輸入和至少一個輸出的至少一個光源耦合元件，其輸入耦合至至少一個無電極等離子體燈源的輸出；以及至少一個光波導元件，包括具有相應的近端輸入和遠端輸出的至少一個光學纖維，纖維光源耦合元件的輸出耦合至光波導元件的至少一個光學纖維的相應的近端輸入，使得從無電極等離子體燈源發(fā)出的光被發(fā)送到光波導元件的光學纖維中的至少一個中并通過光學纖維的至少一個經(jīng)由遠端輸出而發(fā)出。
文檔編號F21V8/00GK202189755SQ201120085740
公開日2012年4月11日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2009年9月2日
發(fā)明者弗雷德里克·M·埃斯皮奧, 邁赫蘭·馬特路比安 申請人:托潘加科技有限公司