DE3725799A1 - Mikrowellen-resonator zum betreiben einer gasentladung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellen-Resonator zum Betreiben einer Gasentladung mit der Energie einer dem Resonator zugeführten elektromagnetischen Schwingung.

Aus der US-PS 37 87 705 ist eine mikrowellenerregte, lichtabstrahlende Vorrichtung bekannt, die eine elektro­ denlose, evakuierte Entladungslampe mit ionisierbaren Elementen enthält, die im frequenzbestimmenden Resonator eines Mikrowellen-Oszillators angeordnet ist. Wie in dieser Patentschrift weiterhin beschrieben, wird beim Zünden der Lampe eine nicht vollständig erklärte Ver­ schiebung der Frequenz des Oszillators beobachtet. Bei erloschener Gasentladung schwingt der Oszillator somit bei einer anderen Frequenz als bei gezündeter Gasentladung.

Bei Mikrowellen-Schaltungen wird die Erzeugung und Ausbreitung der elektromagnetischen Energie in der Regel sehr stark von den Abmessungen der Schaltungen beein­ flußt. Um eine solche Schaltung mit einem hohen Energie­ wirkungsgrad betreiben zu können, ist es daher unumgäng­ lich, die für Schwingungen einer bestimmten Frequenz vorgenommenen Dimensionierungen in engen Toleranzen einzu­ halten und auch die Frequenz konstant zu lassen. Eine Veränderung der Frequenz wie bei dem bekannten Mikrowel­ len-Oszillator ist daher unausweichlich mit Fehlan­ passungen und dadurch bedingten Energieverlusten verbun­ den. Die Fehlanpassungen haben außerdem zur Folge, daß für das Zünden der Gasentladung nur ein verminderter Energie­ betrag zur Verfügung steht, wodurch der Zündvorgang beträchtlich verzögert wird.

Aus den japanischen Offenlegungsschriften 58-25 073 und 58-25 074 ist es bekannt, die Zündeigenschaften einer durch Mikrowellen erregten Gasentladungslampe entweder durch Einbringen radioaktiver Elemente in das Entladungsgefäß oder durch Anbringen einer verschiebbaren Platte zum Variieren einer Koppelöffnung zwischen einem die Mikro­ wellenenergie liefernden Magnetron und dem Hohlraum (-Resonator), in dem das Entladungsgefäß angeordnet ist, zu verbessern. Da jedoch einerseits die von den radio­ aktiven Elementen ausgehende Strahlenbelastung unerwünscht und andererseits die verschiebbare Platte nach jedem Zünden der Gasentladung zum Herstellen einer guten Leistungsanpassung justiert werden muß, stellen diese Vorschläge keine brauchbare Lösung beispielsweise für den Einsatz einer derartigen Gasentladungslampe als Beleuch­ tungskörper für Gebäude oder Straßen usw. dar. Außerdem werden durch die Einwirkung der radioaktiven Elemente auf die Gasatome zwar Primärelektronen bereitgestellt, diese müssen jedoch nach wie vor in einem starken elektrischen Feld, d.h. mit hohem Energiebetrag, beschleunigt werden, um durch Stoßionisation die Gasentladung zu zünden. Dies wird durch die radioaktiven Elemente nicht verbessert.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Mikrowellen-Resonator der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sowohl zum Zünden der zu betreibenden Gasentladung als auch zu deren Aufrechterhaltung in einfacher Weise eine optimale Energieankopplung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Mikrowellen-Resonator der eingangs genannten Art gelöst durch eine Dimensionierung derart, daß sich im Resonator bei gezündeter Gasentladung eine erste Resonanzmode und bei nicht gezündeter Gasent­ ladung eine zweite Resonanzmode bei im wesentlichen der­ selben Frequenz der elektromagnetischen Schwingung aus­ bildet. Vorzugsweise bilden sich die beiden Resonanzmoden bei exakt derselben Frequenz aus.

Die Erfindung ermöglicht nicht nur in einfacher Weise ein effizientes Betreiben einer Gasentladung, sie stellt vielmehr auch das prompte Zünden der Gasentladung in jedem Betriebszustand sicher. Es zeigt sich nämlich, daß die physikalischen Eigenschaften von Stoffen, in denen die Gasentladung auftritt, und damit die Betriebsbedingungen der Gasentladung selbst sich mit der Betriebstemperatur der gesamten Anordnung stark verändern. Insbesondere ist zu beobachten, daß die zum Zünden der Gasentladung erfor­ derliche elektrische Feldstärke mit zunehmender Betriebs­ temperatur stark ansteigt. Bei einer Fehlanpassung und somit ungenügender Energieeinkopplung kann es dann passieren, daß die Gasentladung in einer im Betrieb aufge­ heizten Anordnung nicht mehr zündet, sondern erst das Abkühlen der Stoffe, in denen die Gasentladung auftritt, abgewartet werden muß. Dies ist beispielsweise für einen Einsatz der Gasentladung zu Beleuchtungszwecken nicht tragbar, da bereits ein sehr kurzer Ausfall der Stromver­ sorgung ein längeres Erlöschen der Beleuchtung zur Folge hätte. Im Vergleich zu einer stabilisierten Stromver­ sorgung schafft die Erfindung hier auf sehr einfache Weise eine Anordnung mit zuverlässigem Betriebsverhalten.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Mikrowellen-Reso­ nator derart dimensioniert, daß die Lagen der Maxima der elektrischen Felder beider Resonanzmoden wenigstens nahezu übereinstimmen. Die Gasentladung wird dann an wenigstens nahezu demselben Ort innerhalb des Mikrowellen-Resonators gezündet und betrieben. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Mikrowellen-Resonator nach einer weite­ ren Ausbildung ein Gasentladungsgefäß enthält, welches einen Stoff umschließt, in dem die Gasentladung auftritt, und das wenigstens teilweise in den Bereichen der Maxima der elektrischen Felder der Resonanzmoden im Resonator angeordnet ist. Wenn dann die Maxima der elektrischen Felder örtlich zusammenfallen, befindet sich auch ein kleineres Gasentladungsgefäß ohne besondere, auf die örtliche Verteilung der elektrischen Felder Rücksicht nehmende geometrische Gestaltung für beide Resonanzmoden stets am Ort maximaler elektrischer Feldstärke, so daß in jedem Fall eine gute Energieankopplung von den elektri­ schen Feldern auf die Gasentladung gewährleistet ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unter­ ansprüchen aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mikrowellen-Resonators,

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen der Feldverläufe zweier Resonanzmoden des Resonators nach Fig. 1,

Fig. 4 die schematische Darstellung einer Mikrowellen- Schaltungsanordnung zum Speisen eines erfindungs­ gemäßen Mikrowellen-Resonators.

Fig. 1 zeigt schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen kreiszylindrischen Hohlraumresonator 1, dessen Durchmesser mit D und dessen Höhe in Richtung seiner Mittelachse 2 mit H bezeichnet ist. Zentrisch zur Mittelachse 2 ist im Hohlraumresonator 1 ein Gasentla­ dungsgefäß 3 angeordnet, das durch eine Hohlkugel aus Quarzglas gebildet ist. An das Gasentladungsgefäß 3 sind zwei Quarzstäbe 4, 5 angeformt, die sich gegen den kreis­ scheibenförmigen Boden 6 und den Deckel 7 des Hohlraum­ resonators 1 abstützen und dadurch das Gasentladungsgefäß 3 auch mittig bezüglich der Höhe H im Hohlraumresonator 1 fixieren.

An der Zylinderwand 8 des Hohlraumresonators 1 befindet sich in halber Höhe H eine Koppelvorrichtung, bestehend aus einer in radialer Richtung in den kreiszylindrischen Hohlraumresonator 1 mündenden koaxialen Buchse 9, deren Mantelleiter 10 leitend und mikrowellendicht mit der Zylinderwand 8 und deren Mittelleiter 11 in eine innerhalb des Hohlraumresonators 1 angeordnete Koppelschleife 12 aus leitendem Material (Leiterschleife) mündet. Das vom Mittelleiter 11 abgekehrte Ende der Koppelschleife 12 ist im Bereich der Verbindung zwischen dem Mantelleiter 10 und der Zylinderwand 8 mit ersterem leitend verbunden. Über die koaxiale Buchse 9 und beispielsweise ein Koaxialkabel kann an den Hohlraumresonator 1 eine nicht dargestellte Mikrowellen-Speisequelle angeschlossen werden, d.h. vorzugsweise ein Mikrowellen-Oszillator mit beispielsweise einem Magnetron zur Erzeugung der hochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen.

Der Durchmesser D des Hohlraumresonators 1 ist so gewählt, daß bei einer bestimmten Frequenz der vom Mikrowellen- Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Schwingung und bei noch nicht gezündeter Gasentladung im Gasentladungs­ gefäß 3 sich im Hohraumresonator 1 eine bestimmte Reso­ nanzmode ausbildet. Diese eingangs als "zweite" Resonanz­ mode bezeichnete Konfiguration des elektromagnetischen Feldes ist beispielsweise die zylindrische TMO10-Mode, wie sie schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Darin sind die mit Vollinien gezeichneten Pfeile als Darstellungen des elektrischen Feldvektors zu verstehen, deren Länge ein Maß für die örtliche Amplitude der elektrischen Feldstärke ist. Die durchgezogene Hüllkurve der Spitzen dieser Pfeile ist die örtliche Amplitudenverteilung über dem Radius des Hohlraumresonators 1. Entsprechend kennzeichnen die gestrichelten Pfeile den Verlauf des magnetischen Feldes, und die gestrichelte Hüllkurve gibt die radiale Verteilung der magnetischen Feldstärke im Hohlraumresonator 1 wieder. Bei der TMO10-Mode weist das elektrische Feld entlang der Mittelachse 2 seine größte Amplitude auf, während das magnetische Feld hier verschwindet. Umgekehrt ist die Amplitude des magnetischen Feldes in der Nachbarschaft der Zylinderwand 8 groß. Dort verschwindet das elektrische Feld. Diese Feldverteilung erlaubt daher eine besonders wirkungsvolle Ankopplung elektromagnetischer Energie über eine Koppelschleife 12, deren umschlossene Fläche in einer Ebene mit der Mittelachse 2 liegt. Der Strom auf dem Mittelleiter 11 der koaxialen Buchse 9 erzeugt dann ein magnetisches Feld, das unmittelbar mit dem magnetischen Feld der TMO10-Mode koppelt und Energie in diese einspeist.

Die - ideal gezeichnete - Feldverteilung der TMO10-Mode gilt strenggenommen nur für den Hohlraumresonator 1 ohne das Gasentladungsgefäß 3 und die Quarzstäbe 4, 5. Bei nicht gezündeter Gasentladung bildet jedoch das Gasent­ ladungsgefäß 3 aufgrund der niedrigen Dielektrizitäts­ konstanten des Quarzglases eine relativ geringe Feld­ störung, durch die die Feldverläufe nur unwesentlich ver­ ändert werden. Gegebenenfalls können nicht vernachlässig­ bare Einflüsse durch eine Anpassung des Durchmessers D oder auch durch Abstimmelemente kompensiert werden.

Bei der gezeigten Anordnung befindet sich das Gasentla­ dungsgefäß 3 an der Stelle maximaler Amplitude des elek­ trischen Feldes im Hohlraumresonator 1. Damit wird bei Anregung der TMO10-Mode in dem vom Gasentladungsgefäß 3 umschlossenen Raumbereich ein hohes elektrisches Feld bereitgestellt, das in dem von dem Gasentladungsgefäß umschlossenen Stoff die Gasentladung zündet.

Durch das Zünden der Gasentladung werden die Dielektrizi­ tätskonstante und die elektrische Leitfähigkeit im Inneren des Gasentladungsgefäßes 3 derart verändert, daß die Resonanzbedingungen im Hohlraumresonator 1 merkbar ver­ ändert werden. Ohne die erfindungsgemäße Dimensionierung würde das bedeuten, daß bei unveränderter Frequenz des Mikrowellenoszillators sich im Hohlraumresonator 1 keine Resonanzmode mehr ausbilden kann. Die elektrische Feld­ stärke im Hohlraumresonator würde dann drastisch absinken, und die Energiekopplung vom Mikrowellenoszillator auf den Hohlraumresonator 1 würde derart ungünstig werden, daß für eine Aufrechterhaltung der Gasentladung nicht mehr genügend Energie eingespeist werden könnte. Als Folge davon würde die Gasentladung wieder verlöschen.

Nach der Erfindung ist jedoch der Hohlraumresonator 1 derart dimensioniert, daß sich nach Zünden der Gasent­ ladung im Gasentladungsgefäß 3 eine weitere Resonanzmode, eingangs als "erste" Resonanzmode bezeichnet, bei unver­ änderter Frequenz der Mikrowellen-Speisequelle ausbilden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies die zylindrische TE111-Mode des kreiszylindrischen Hohlraum­ resonators 1. Ihr Feldlinienbild ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, in der die obere Abbildung einen Schnitt senkrecht zur Mittelachse 2 und die untere Abbildung einen Schnitt entlang der Mittelachse 2 des Hohlraumresonators 1 darstellt. Um dies zu erreichen, wurde die Höhe H des Hohlraumresonators 1 entsprechend festgelegt. Eine Verän­ derung der Höhe H erlaubt eine Anpassung der Resonanz­ frequenz der TE111-Mode ohne Beeinflussung der TMO10-Mode.

Bei der TE111-Mode verlaufen die elektrischen Feldlinien in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse 2 von einem Punkt der Zylinderwand 8 zu einem dazu bezüglich einer durch die Mittelachse 2 gelegten Symmetrieebene symmetrischen Punkt der Zylinderwand 8. Die Feldlinien des magnetischen Feldes verlaufen ringförmig in dieser Symmetrieebene oder in einer parallel dazu liegenden Ebene. Bei der TE111-Mode befindet sich der Bereich der größten Amplitude der elektrischen Feldstärke im Zentrum des Hohlraumreso­ nators 1, d.h. in der Mittelachse 2 auf halber Höhe H, zu erkennen durch die größte Feldliniendichte in diesem Bereich in Fig. 3. Damit wird das Gasentladungsgefäß 3 auch bei Anregung der TE111-Mode einer hohen elektrischen Feldstärke ausgesetzt und somit die Gasentladung optimal an das elektromagnetische Feld angekoppelt. Es ist somit eine hinreichende Übertragung von Energie aus dem elektromagnetischen Feld an die Gasentladung und dadurch deren Aufrechterhaltung gewährleistet.

Auch bei der TE111-Mode ist die Amplitude des magnetischen Feldes in der Nachbarschaft der Zylinderwand 8 groß. Die magnetischen Feldlinien verlaufen dort im wesentlichen parallel zur Mittelachse 2. An diese Feldverteilung wird elektromagnetische Energie besonders wirkungsvoll über eine Koppelschleife 12 angekoppelt, deren umschlossene Fläche in einer Ebene liegt, auf der die Mittelachse 2 senkrecht steht. Das vom Strom auf dem Mittelleiter 11 der koaxialen Buchse 9 erzeugte magnetische Feld koppelt dann unmittelbar mit dem magnetischen Feld der TE111-Mode.

Eine gute Energieankopplung von der Mikrowellen-Speise­ quelle auf die Gasentladung setzt eine gute, d.h. mög­ lichst reflexionsarme Wellenanpassung des Resonators 1 an die Speisequelle voraus. Diese wird beim erfindungsgemäßen Resonator in jedem Betriebszustand dadurch erhalten, daß sich der Resonator 1 mit oder ohne Gasentladung stets in Resonanz befindet. Für eine gute Anpassung in beiden Betriebszuständen und damit eine gute Energieankopplung an beide Resonanzmoden wird weiterhin die Koppelvorrichtung derart ausgebildet, daß sie die zugeführte Energie in wenigstens nahezu gleichem Maße an die jeweils ausgebil­ dete Resonanzmode ankoppelt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dazu die Koppel­ schleife 12 der Koppelvorrichtung in zwei Freiheitsgeraden eingestellt. Zum einen bestimmt die Größe der Koppel­ schleife 12, d.h. die von ihr umschlossene Fläche, den Widerstand beim Übergang der elektromagnetischen Schwin­ gungen von der koaxialen Buchse 9 auf den Hohlraumreso­ nator 1. Zum anderen bestimmt der Winkel zwischen der Ebene, in der die von der Koppelschleife 12 umschlossene Fläche liegt, mit der Mittelachse 2 das Verhältnis, mit dem die beiden Resonanzmoden relativ zueinander angeregt werden. Durch Abstimmen der Größe und der Ausrichtung der Fläche der Koppelschleife 12 kann somit für beide Reso­ nanzmoden eine Anpassung der Anregung erzielt werden. Diese Anpassung kann auch nachträglich jederzeit vorgenom­ men und damit ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen geschaffen werden, wenn die Koppelschleife 12 einstellbar ausgebildet ist. Sie besteht dazu beispielsweise aus einem federelastischen Leiter, der an seiner Verbindungsstelle mit dem Mittelleiter 11 in dessen Längsrichtung verschieb­ bar verbunden ist. Dadurch kann die Koppelschleife 12 in einfacher Weise aufgeweitet oder zusammengezogen werden. Die Ausrichtung der von ihr umschlossenen Fläche läßt sich mit einer um die Achse des Mittelleiters 11 drehbar in der Zylinderwand 8 des Hohlraumresonators 1 gelagerten koaxialen Buchse 9 einstellen.

In einem exemplarisch aufgebauten Ausführungsbeispiel betrug der Durchmesser D des Hohlraumresonators 1 92,8 mm und seine Höhe H 90 mm; die Resonanzfrequenz für die TMO10- und die TE111-Mode liegt dann bei 2,45 GHz. Die von der Koppelschleife 12 umschlossene Fläche schloß mit der Mittelachse 2 einen Winkel von 45° ein. Das Gasentladungs­ gefäß 3 aus Quarzglas wies einen Innendurchmesser von 12 mm und einen Außendurchmesser von 14 mm auf und war mit einer auf den Betrieb einer Hochdruckgasentladung abge­ stimmten Menge Quecksilber sowie Argon als sogenanntes Startgas gefüllt.

Im kalten Zustand des Gasentladungsgefäßes 3 weist dessen Füllung einen geringen Gasdruck, nämlich den des Start­ gases, und damit große freie Weglängen für freie Elektro­ nen auf. Damit reichen bereits verhältnismäßig geringe Feldstärken aus, um die freien Elektronen auf solche Energien zu beschleunigen, die ausreichen, um weitere Atome des Startgases zu ionisieren und damit die Gasent­ ladung zu zünden und zu unterhalten. Durch die Gasentla­ dung heizt sich dann das Gasentladungsgefäß 3 auf, das Quecksilber verdampft und der Gasdruck im Gasentladungs­ gefäß 3 steigt. Dadurch verringern sich die freien Weg­ strecken der Elektronen, so daß diese die zum Zünden der Gasentladung notwendige Energie nur bei Anlegen eines elektrischen Feldes mit höherer Feldstärke gewinnen können. An dieser Stelle zeigt sich der Vorteil der Erfindung, die sowohl bei nicht gezündeter als auch bei gezündeter Gasentladung eine gute Energieankopplung mit hoher Feldstärke bietet. Würde dagegen die Feldstärke nicht ausreichen, um bei heißem Gasentladungsgefäß 3 die Gasentladung erneut zu zünden, wäre eine Abkühlung erfor­ derlich, durch die eine Unterbrechung im Betrieb der Gas­ entladung je nach Ausführung des Gasentladungsgefäßes 3, der Temperatur und der verfügbaren Feldstärke von bis zu 10 bis 15 Minuten eintreten würden. Eine solche Unter­ brechung würde bereits bei sehr kurzzeitigen Störungen des elektrischen Feldes auftreten, wie sie beispielsweise bei netzgespeisten Mikrowellen-Speisequellen schon durch den Ausfall der Netzspannung über Zeitintervalle von ein bis zwei Netzspannungshalbwellen vorkommen können. Bei einem Einsatz der Gasentladung beispielsweise zu Beleuchtungs­ zwecken würde dies zu unzumutbaren Beeinträchtigungen der Betriebssicherheit führen. Darüber hinaus bietet die Erfindung auch den Vorteil, daß die Energie der elektro­ magnetischen Schwingung reflexions- und damit verlustarm von der Mikrowellen-Speisequelle in den Hohlraumresona­ tor 1 und damit die Gasentladung gelangt, was die Aus­ bildung zum Beispiel von energiesparenden Beleuchtungsan­ lagen begünstigt.

Bei einem Einsatz der Gasentladung als Lichtquelle werden der Boden 6, der Deckel 7 oder die Zylinderwand 8 bevor­ zugt teilweise als Gitter oder in einer anderen licht­ durchlässigen Form ausgeführt. Darüber hinaus kann die Gasentladung auch für andere Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise zum Betreiben eines Lasers oder in der Verfahrenstechnik für bestimmte Materialbearbeitungs­ schritte.

Neben der beschriebenen Ausführung des Resonators 1 und der Koppelvorrichtung sind auch andere Ausführungen denk­ bar. So kann der Resonator 1 beispielsweise als Rechteck­ hohlraumresonator aufgebaut sein oder eine völlig andere Bauart aufweisen. Entsprechend sind andere Ausführungen für die Koppelvorrichtung denkbar, beispielsweise mit mehreren gegeneinander versetzten Koppelschleifen, stab­ förmigen oder anders ausgebildeten Antennen oder, insbe­ sondere bei der Ankopplung der Mikrowellen-Speisequelle über einen Hohlleiter, mit Koppellöchern, sogenannten Aperturen. Für diese Resonatortypen und Koppelvorrich­ tungen lassen sich ebenso wie für den kreiszylindrischen Hohlraumresonator 1 und die Koppelschleife 12 aus den Ab­ messungen, den Dielektrizitätskonstanten, den elektrischen Leitfähigkeiten und gegebenenfalls den magnetischen Perme­ abilitätszahlen Ankoppel- und Resonanzbedingungen für einzelne Resonanzmoden ermitteln und entsprechende Dimen­ sionierungen der Resonatoren und Koppelvorrichtungen vor­ nehmen. Die Erfindung schließt dabei den Fall mit ein, daß die Resonanzmoden für die gezündete und die nicht gezündete Gasentladung identisch sind.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Mikrowellen-Schaltungs­ anordnung, mit der der Hohlraumresonator 1 an einer mit 13 bezeichneten Mikrowellen-Speisequelle betrieben werden kann. Beide sind über eine Mikrowellenleitung 14, bei­ spielsweise ein Koaxialkabel, miteinander verbunden. Ein Isolator 15, aufgebaut mit einem Zirkulator 16 und einem Dämpfungsabschluß 17, ist hinter der Mikrowellen-Speise­ quelle 13 in die Mikrowellenleitung 14 eingefügt und verhindert eine Rückspeisung elekromagnetischer Energie vom Hohlraumresonator 1 in die Mikrowellen-Speisequel­ le 13. Dies ist bei einem experimentellen Aufbau von Vor­ teil, kann jedoch bei einer guten Anpassung zwischen der Mikrowellen-Speisequelle 13 und dem Hohlraumresonator 1 entfallen.

In die Mikrowellenleitung 14 ist weiterhin ein Richt­ koppler 18 eingefügt, über den je ein bestimmter Anteil der dem Hohlraumresonator 1 zugeführten und der von ihm reflektierten Leistung auf ein Leistungsmeßgerät 19 ausge­ koppelt wird. Dieses dient beim experimentellen Aufbau zur Messung der Anpassung.

Claims (10)

1. Mikrowellen-Resonator zum Betreiben einer Gasent­ ladung mit der Energie einer dem Resonator zugeführten elektromagnetischen Schwingung, gekennzeichnet durch eine Dimensionierung derart, daß sich im Resonator (1) bei gezündeter Gasentladung eine erste Resonanzmode (TE111) und bei nicht gezündeter Gasentladung eine zweite Resonanzmode (TMO10) im wesentlichen bei derselben Frequenz der elektromagnetischen Schwingung ausbildet.

2. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der Maxima der elek­ trischen Felder beider Resonanzmoden (TE111, TMO10) wenigstens nahezu übereinstimmen.

3. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Hohlraum­ resonator.

4. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumresonator (1) eine eine im wesentlichen kreiszylindrische Form aufweist.

5. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) des Hohlraumresonators (1) zur Abstimmung einer der Resonanz­ moden (TMO10) und seine Höhe (H) zur Abstimmung der anderen Resonanzmode (TE111) unabhängig voneinander fest­ gelegt ist.

6. Mikrowellen-Resonator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zuführen der elektromagne­ tischen Schwingung in den Resonator (1) eine Koppelvor­ richtung (9, 12) vorgesehen ist, die die zugeführte Ener­ gie in wenigstens nahezu gleichem Maße an die jeweils ausgebildete Resonanzmode (TMO10 oder TE111) ankoppelt.

7. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung (9, 12) eine Leiterschleife (12) umfaßt zur Ankopplung des Resona­ tors (1) an einen koaxialen Wellenleiter.

8. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder Ausrichtung der Leiterschleife (12) einstellbar ist.

9. Mikrowellen-Resonator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gasentladungsgefäß (3), welches einen Stoff umschließt, in dem die Gasentladung auftritt, und das wenigstens teilweise in den Bereichen der Maxima der elektrischen Felder der Resonanzmoden (TE111, TMO10) im Resonator (1) angeordnet ist.

10. Mikrowellen-Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladung eine Licht­ quelle bildet.