DE4307965A1

DE4307965A1 -

Info

Publication number: DE4307965A1
Application number: DE4307965A
Authority: DE
Inventors: James E Simpson; Mohammed Kamarehi
Original assignee: Fusion Systems Corp
Current assignee: Fusion Systems Corp
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1993-09-16
Also published as: JP3137787B2; JPH076738A; US5227698A

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte mikrowellengespeiste, elektrodenlose Lampe, die in der Lage ist, eine homogene Licht-Ausgangsstrahlung zu liefern.

Elektrodenlose Lampen sind im Stand der Technik allgemein bekannt, und sie können aus einem Mikrowellenhohlraum bestehen, in dem ein Kolben angeordnet ist, der eine anregbare Füllung enthält. Der Hohlraum besteht typischerweise aus einem vollwandigen Metallteil, der als Reflektor für das ausgestrahlte Licht dienen kann, und aus einem Maschenteil, der Mikrowellen in dem Hohlraum hält, während er das Licht nach außen hindurchtreten läßt. Eine Mikrowellen quelle wie ein Magnetron erzeugt Mikrowellenenergie, mit der der Hohlraum gespeist und in den diese eingekoppelt wird, um die Füllung in dem Kolben anzuregen.

In solchen Lampen bestimmt eine Anzahl von zusammenhängenden Faktoren das Mu ster der elektrischen und magnetische Felder in dem Hohlraum und insbesondere an der bestimmten Stelle des Kolbens. Zu diesen Faktoren zählen die Abmessun gen und die Form des Hohlraums, die Frequenz und die Leistung des Mikrowellen feldes, die Abmessungen und der Verlustgrad des Kolbens und die spezielle Kopplungsanordnung.

Ein Problem, das bei herkömmlichen elektrodenlosen Lampen auftritt, besteht darin, daß das Licht, das sie ausstrahlen, nicht vollständig homogen ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das die Füllung anregende elektrische Feld in dem Hohlraum nicht über das ganze Volumen des Kolbens homogen und auch nicht um die Achse der Lampe symmetrisch ist. Die inhomogene Licht-Ausgangsstrahlung des Kolbens wird durch das ganze optische System der Vorrichtung weitergeführt und resultiert in einer inhomogenen Bestrahlung des Zielbereichs.

Ein damit im Zusammenhang stehendes Problem ergibt sich daraus, daß einige besondere Kolbenfüllungen nicht wirksam arbeiten, wenn sie durch ein inhomoge nes Feld angeregt werden. Ein Beispiel dafür sind Füllungen, die das Element Dysprosium enthalten und für einen geeigneten Betrieb ein in hohem Maße homo genes Feld erfordern.

Bei der typischen elektrodenlosen Punktquellenlampe ist in dem Hohlraum ein einziger Kopplungsschlitz vorgesehen, der durch ein einziges Magnetron ge speist wird. In der US-A-47 49 915 wird zur Erhöhung der dem Hohlraum zuzufüh renden Leistung die Verwendung zweier Magnetrons vorgeschlagen, die jeweils an einen Kopplungsschlitz angelegt sind. Bei dieser Anordnung sind die Schlitze um einen zylindrischen Hohlraum im rechten Winkel zueinander angeordnet, was eine erhöhte Feldhomogenität zur Folge hat. Der Grund dafür ist der, daß, nachdem keine zwei Magnetrons mit genau der gleichen Frequenz existieren, der Phasenunterschied zwischen den beiden Magnetrons sich ständig verändert, wobei die von diesen beiden erzeugten Felder gemäß der Schwebungsfrequenz eine glei che Phase annehmen und in der Phase auseinanderlaufen. Da sich die beiden Fel der in dem Hohlraum addieren, ergibt sich ein Drehfeld, dessen Größe variiert, wenn sich dieses über 360° dreht. Überdies ändert sich die mit der Drehung auftretende Variation mit dem sich ändernden Phasenunterschied zwischen den beiden Feldern, wobei die variierende Polarisation nur zu solchen Zeitpunkten zirkular ist, bei denen der Phasenunterschied zwischen den beiden Feldern durch 90° hindurchgeht.

Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung eines homogeneren Feldes an dem Kolben vor gesehen, in dem Hohlraum ein elektrisches Drehfeld zu schaffen, wobei, anders als beim oben erörterten Stand der Technik, die Polarisation mit einer von Zyklus zu Zyklus konstanten Elliptizität auftritt, wodurch es möglich ist, daß der Grad an Homogenität des Feldes auf vorhersagbare Weise steuerbar ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die konstante Elliptizi tät des Drehfeldes Eins, d. h. das Feld ist zirkular polarisiert. Abgesehen von der verbesserten Homogenität, die durch die Erfindung erreicht wird, ist im Vergleich mit der herkömmlichen Anordnung gemäß der US-A-47 49 915 auch von Vorteil, daß nur ein einziges Magnetron erforderlich ist.

Ist ein elektrodenloser Mikrowellenkolben, wie er hier beschrieben ist, in Be trieb, so verbraucht er die elektromagnetische Energie, die in dem Hohlraum in Resonanz ist. Der Realteil der Impedanz verbraucht Energie, während sowohl der Realteil als auch der Imaginärteil der Impedanz zu einer Veränderung des Feld musters gegenüber dem eines unbelasteten Hohlraums führt. Die Erfindung ist bei sogenannten Resonanzlampen und Nichtresonanzlampen anwendbar, bei denen diese Begriffe bekanntlich auf Q oder die "Güter" und das Verhältnis gespei cherter Energie zur Verlustenergie pro Schwingung angewandt werden.

Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine elektrodenlose Lampe zu schaffen, die so betreibbar ist, daß eine homogenere Strahlung erzeugt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine elektrodenlose Lampe zu schaffen, bei der Kolbenfüllungen verwendet werden können, die für einen geeigneten Be trieb ein homogeneres Feld erfordern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, vorteilhafte Mikrowellenübertragungs mittel zu schaffen, um Mikrowellenenergie in die Hohlräume von elektrodenlosen Lampen einzukoppeln.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 elektrische und magnetische Feldlinien in einem zylindrischen TE₁₁₁-Hohlraum zu einem Zeitpunkt,

Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der Wellenleiterzweige unterschiedlicher Länge verwendet werden, um eine Phasenverschiebung zu bewir ken,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Y-verzweigter Wellenleiter verwendet wird,

Fig. 4 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Wellenleiter entlang einer Umfangswand des Hohlraums verläuft,

Fig. 5 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Wellenleiter entlang dem Umfang des Hohlraums verläuft und ein Magnetron zu einem Ende des Wellenleiters hin angebracht ist,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein kurzgeschlossener Wellenleiter verwendet wird,

Fig. 7a eine Seitenansicht der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der ein TE₁₁₁-Hohlraum an seinem untersten Ende über einen kreuzförmigen Kopp lungsschlitz mit einem Wellenleiter verbunden ist,

Fig. 9 eine Draufsicht der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der ein abgewandelter zylindrischer Hohlraum verwendet wird,

Fig. 11 eine Draufsicht der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 12 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Hohlraum in der Form eines Hexaeders verwendet wird,

Fig. 13 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine kapazitive Irisblende und eine induktive Irisblende verwendet werden, um die Phasenver schiebung zu bewirken,

Fig. 14 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein schachtelartiger Kopplungsaufbau zwischen dem Hohlraum und dem Mikrowellengenerator verwendet wird, und

Fig. 16 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine dielektrische Platte in den Wellenleiter zwischen dem Magnetron und einem Ende des Wellen leiters verwendet wird.

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen zylindrischen Hohlraum 1, der in den TE₁₁₁- Modus betrieben wird. Der Hohlraum weist in der zylindrischen Wand einen Kopplungsschlitz 17 auf, und elektrische Feldlinien, die in dem Schlitz in der Horizontalrichtung vorliegen, treten innerhalb des Hohlraums in der gleichen Richtung auf. Die elektrischen Feldlinien 18 sind die durchgehenden Linien in dem Hohlraum der Figur, und sie verlaufen von einer Seite des Hohlraums quer zur anderen, während die magnetischen Feldlinien 19 in der Figur durch gestri chelte Linien dargestellt sind.

Ein solcher Hohlraum, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, wurde bei herkömmlichen elektrodenlosen Lampen verwendet. Das bei dieser Anordnung auftretende Problem besteht darin, daß das elektrische Feld nicht über den ganzen Hohlraum homogen ist, und tatsächlich um die Vertikalachse eines Kolbens inhomogen ist, der in dem Hohlraum angeordnet ist. Wie oben erläutert führt dies zu der Erzeugung einer von dem Kolben ausgehenden inhomogenen Strahlung. Abgesehen von der in Fig. 1 gezeigten Art führen auch andere Arten von Hohlräumen herkömmlicher Lampen zu inhomogenen elektrischen Feldern.

Erfindungsgemäß wird die Abgabe einer homogenen Strahlung durch ein solches Einkoppeln von Mikrowellenenergie in den Hohlraum erreicht, das zu einem Dreh feld mit von Zyklus zu Zyklus konstanter elliptischer Polarisation innerhalb des Hohlraums führt. Überdies kann die konstante Polarisation gesteuert wer den, um den gewünschten Grad an Homogenität zu erhalten. Damit bleibt die Feldstärke dann, wenn die Polarisation zirkular ist, die gleiche, wenn sich das Feld dreht, und das Feld ist um die Achse rotationssymmetrisch. Während dies die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, ist es möglich, im Ver gleich mit dem in Fig. 1 gezeigten Hohlraum eine Zunahme der Homogenität zu erhalten, wenn das Feld eine feste elliptische, jedoch nicht zirkulare Polari sation besitzt. In diesem Fall ist das elektrische Feld in dem Hohlraum bei einer Drehung um 360° um so homogener, je näher die Polarisation einer zirku laren Polarisation ist.

Für Anwendungen, bei denen eine vorbestimmte Richtungsinhomogenität in der Kolbenausgangsstrahlung als erwünscht anzusehen ist, kann die Erfindung dazu verwendet werden, eine solche selektive Inhomogenität durch ein Steuern der Polarisationsvektoren des elliptisch polarisierten Feldes zu erzeugen. Der Be griff "konstante Elliptizität", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein elliptisch oder zirkular polarisiertes Feld, bei dem die Polarisations vektoren von Zyklus zu Zyklus konstant sind.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das elektrische Drehfeld konstanter Po larisation dadurch erhalten, daß in dem Hohlraum zwei Felder erzeugt werden, die räumlich gegeneinander versetzt sind und zwischen denen eine konstante Phasendifferenz vorliegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Felder räumlich um 90° gegeneinander versetzt und um 90° phasenverschoben, und sie besitzen die gleiche Amplitude, was zu einem zusammengesetzten Feld mit einer zirkularen Polarisation führt. Es führen jedoch viele Kombinationen einer räumlichen Versetzung und einer Phasendifferenz zu einer signifikanten Verbes serung der Feldhomogenität. So führen z. B. Felder gleicher Amplitude, die räumlich um 60° gegeneinander versetzt und um 75° phasenverschoben sind, eben so zu einer Verbesserung wie Felder, die räumlich um 120° gegeneinander ver setzt und um 1050 phasenverschoben sind. Vorzugsweise liegt die räumliche Ver setzung von Schlitzen zwischen 85° und 95°, und die Phasendifferenz der Mikro wellensignale zwischen 85° und 95°.

Es führt jedoch jede Kombination von Feldamplituden, räumlicher Versetzung und Phasenverschiebung, die in einem Drehfeld mit einer Elliptizität von wenig stens 0,6 resultieren, zu einer Verbesserung der Homogenität, wobei "Elliptizität" das Verhältnis der Abmessung der kleinen Achse der Ellipse zu der Abmessung der großen Achse der Ellipse ist. Überdies kann, wie oben erwähnt, eine vorbestimmte Richtungsinhomogenität gemäß der Erfindung durch ein entsprechendes Steuern der räumlichen Versetzung und der Phasendifferenz er zeugt werden.

Bei den folgenden Beispielen besitzen die Felder gleiche Amplituden, und sie sind räumlich um 90° versetzt und ebenfalls um 90° phasenverschoben. Es ist jedoch festzustellen, wie oben beschrieben, daß weitere Kombinationen von räumlichen Versetzungen, Phasendifferenzen und gleichen Amplituden verwendet werden können.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Wie zu sehen ist, enthält die Lampe einen zylindrischen Hohlraum, der durch einen vollwan digen Metallteil 14 und einen Maschenteil 13 gebildet ist. Ein Kolben 12 mit einer anregbaren Füllung ist so in dem Hohlraum angeordnet, daß das Licht, das er abstrahlt, durch den Maschenteil 13 aus dem Hohlraum austreten kann. Die Lampe ist eine Hochdruckentladungsquelle, bei der die Füllung während des Be triebs typischerweise in einem Bereich von 1 bis 20 Atmosphären vorliegt.

Kopplungsschlitze 9 und 10 sind in dem vollwandigen, zylindrischen Teil 14 so angeordnet, daß sie um 90° gegeneinander versetzt sind. Zusätzlich wird den Schlitzen von einer Mikrowellenquelle 2 Mikrowellenenergie etwa gleicher Amplitude so zugeführt, daß die Mikrowellenenergie an den betreffenden Schlitzen um etwa 90° phasenverschoben ist. Das resultierende Feld dreht sich mit konstanter Amplitude, und an der Innenfläche der Lampenhülle ist das Feld um die Vertikalachse der Hülle rotationssymmetrisch.

Dies wird erreicht, indem ein Wellenleitermittel verwendet wird, das so ausge legt ist, daß sich eine unterschiedliche effektive Länge zwischen der Quelle und den jeweiligen Schlitzen ergibt. Nach der Figur besteht der Wellenleiter aus einem Hauptteil 5 und Zweigen 6 und 7, die jeweils so dimensioniert sind, daß sie in dem TE₁₀-Modus arbeiten. Überdies ist der Zweig 6 so ausgelegt, daß er eine ungerade Anzahl von Wellenlängenvierteln länger ist als der Zweig 7, so daß das dem Schlitz 10 zugeführte Signal um 90° gegenüber dem Signal verzö gert ist, das dem Schlitz 9 zugeführt wird.

Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Mikrowellentechnik bekannt ist, kann jeder der Zweige 6, 7 die halbe Höhe des Hauptwellenleiters 5 besitzen, so daß die Impedanzen aufeinander abgestimmt sind, während die Winkelabschnitte in dem Zweig 6 normalerweise E-Ebene-Winkelabschnitte sind.

Der zylindrische Hohlraum bei dieser und den folgenden Ausführungsformen ist vorzugsweise dimensioniert, um in dem TE₁₁₁-Modus zu arbeiten, obwohl andere TE_11n-Moden verwendet werden können. Daher ist die Mikrowellenenergie, die durch alle Schlitze eingekoppelt wird, in demselben Modus. Der Hohlraum ist während des Betriebs typischerweise ein Resonanzhohlraum, und jeder Kopplungs schlitz koppelt in den Hohlraum ein elektrisches Feld ein, das parallel zur Breite des Schlitzes ist. Die beiden Felder, die in dem Hohlraum erzeugt werden, sind von gleicher Amplitude, senkrecht zueinander und um 90° phasen verschoben. Da sich die Felder in dem Hohlraum addieren, besitzt das Summen feld eine konstante Größe bei der Mittenachse, und es dreht sich mit konstan ter Winkelgeschwindigkeit einmal je Hochfrequenzzyklus.

In den folgenden Ausführungsformen ist der Wellenleiter mit einer Unterbre chungslinie gezeigt, und es ist festzustellen, daß das Magnetron auf herkömm liche Weise an dem Abschnitt des Wellenleiters, der nicht gezeigt ist, ange bracht wird, üblicherweise an seinem Ende. In den folgenden Figuren sind glei che Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Y-artige Abzweigung verwendet wird. Der Hauptteil 5′ des Wellenleiters speist Zweige 6′ und 7′. Der Zweig 6′ ist ein ungeradzahliges Mehrfaches ein Viertels der Wellenlänge des Mikrowel lensignals in dem Wellenleiter länger als der Zweig 7′. Die beiden Kopplungs schlitze oder Irisblenden 9, 10 sind auf der Wand des zylindrischen Hohlraums um 90° voneinander getrennt.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen TE₁₁₁-Hohlraum, und einen Wellen leiter, der den Hohlraum speist. Ein Wellenleiterteil 15 verbindet die Kopp lungsschlitze 9 und 10, indem er um die zylindrische Wand 14 geschlagen ist, während der Hauptwellenleiterteil mit dem Kopplungsschlitz 9 in Verbindung steht. Die Kopplungsschlitze 9 und 10 sind um die zylindrische Hohlraumwand um 90° versetzt, und der Abstand zu dem zweiten Kopplungsschlitz 10 entlang des Wellenleiterteils 15 ist gleich einem ungeradzahligen Mehrfachen eines Vier tels der Wellenlänge des Mikrowellenfeldes, wie es sich flußabwärts des Wel lenleiters ausbreitet. Um den Abstand gleich einem ungeradzahligen Mehrfachen einer Viertel Wellenlänge zu machen, kann die Breite des Wellenleiters oder der Durchmesser des Hohlraums geändert werden. Ein Vergrößern oder Verkleinern der Breite des Wellenleiterzweiges 15 verkleinert bzw. vergrößert die Wellen länge in dem Wellenleiterzweig 15. Bei einer gegebenen Frequenz kann der Durchmesser des zylindrischen Hohlraums vergrößert werden, während auch wei terhin der gewünschte TE₁₁₁-Modus aufrechterhalten wird, wenn die Länge ent sprechend verkürzt wird. Der korrekte Durchmesser des Hohlraums und die kor rekte Breite des Wellenleiterzweiges können experimentell durch eine Vorbe rechnung gestützt auf allgemein bekannte Berechnungstechniken aufgefunden werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein gekrümmter Wellenleiter 90 einen solchen Radius besitzt, daß er an die zylindrische Außenwand 14 des TE₁₁₁-Hohlraums 1 angepaßt ist. Der Hohlraum und der Wellenleiter 90 haben vorzugsweise eine Wand gemeinsam. Die Kopplungsschlitze 9, 10 sind auf der ge meinsamen Wand angeordnet und um 90° voneinander getrennt. Ein Magnetron 3 ist auf der Wand des Wellenleiters 90 angeordnet, die der Wand gegenüberliegt, die mit der Hohlraumwand 14 gemein ist. Das Magnetron 3 ist bezüglich der Kopp lungsschlitze 9, 10 mittig angeordnet. Der Wellenleiter 90 erstreckt sich über einen Schlitz weiter hinaus als über den anderen. Alternativ kann die Verlän gerung des Wellenleiters 90 über die Schlitze 9, 10 hinaus gleich sein, und das Magnetron 3 kann näher an einem Schlitz angeordnet sein. Als eine zweite Alternative kann das Magnetron 3 bezüglich der Enden des Wellenleiters 90 mittig angeordnet sein, und die Schlitze 9, 10 können zu einem Ende hin ver bracht sein. Gemäß dem Aufbau der obigen Anordnungen wären die exakten Lagen der Schlitze 9, 10, des Wellenleiters 17 und des Magnetrons 3 so festzusetzen, daß die Differenz zwischen den Abständen der beiden Schlitze 9, 10 von dem Magnetron 3 ein ungeradzahliges Mehrfaches eines Viertels der Wellenlänge der Mikrowellen in dem Wellenleiter ist, oder so, daß der sich über die Schlitze hinaus erstreckende Wellenleiter als ein Phasenschieberelement dient, das einen Phasenverschiebungs-Unterschied von 90° verursacht.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist ein Wellenleiter 91 entlang seiner Sei te mit einem zylindrischen Hohlraum verbunden, der dafür bemessen ist, einen TE₁₁₁-Modus zu unterhalten. Ein gewölbter Abschnitt 18 des Wellenleiters ist durch einen Ausschnitt gebildet, und die zylindrische Wand 8 des Hohlraums ist in den gewölbten Ausschnitt 18 eingepaßt. Die um 90° voneinander getrennten Kopplungsschlitze 9, 10 in der Hohlraumwand sind auf einem gekrümmten zylin drischen Wandabschnitt angeordnet, der in dem gewölbten Abschnitt 18 des Wel lenleiters 91 liegt. Der Wellenleiter ist so dimensioniert, daß sich die Pha sen der Mikrowellenenergie, die die jeweiligen Schlitze 9, 10 erreichen, um einen Viertel Zyklus unterscheiden. Auf diese Weise wird ein Vektor eines elektrischen Drehfeldes in der Mitte des Hohlraums erhalten, wo der elektro denlose Kolben 12 angeordnet ist.

Die Fig. 7 und 7a zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der ein zylin drischer TE₁₁₁-Hohlraum einen ersten Schlitz 9 und einen zweiten Schlitz 10 besitzt, wobei die beiden Schlitze auf der zylindrischen Hohlraumwand in einem Abstand von 90° angeordnet sind. Ein erster Wellenleiterabschnitt 30, der we nigstens eine halbe Wellenlänge im Sinne der Wellenlänge eines Mikrowellensi gnals in dem Wellenleiter lang ist, ist über den ersten Schlitz 9 so ange schlossen, daß er radial vom Hohlraum absteht. Eine als Kurzschlußelement be zeichnete Metallplatte 31, die dem Querschnitt des ersten Wellenleiters ange paßt ist, ist in diesen eingesetzt. Eine Berylliumkupfer-Federfingerdichtung 32 oder ein anderes Mittel gleicher Funktion ist am Rand des Kurzschlußele ments 31 angeordnet, um eine Verbindung zwischen dem Kurzschlußelement und dem ersten Wellenleiter 30 herzustellen und eine axiale Verschiebung des Kurz schlußelements zu Abstimmzwecken zu ermöglichen. Ein zweiter Wellenleiter 33, der wenigstens etwa eine Viertel Wellenlänge lang ist, ist auf dieselbe Weise an den zweiten Schlitz 10 angeschlossen. Ein Magnetron (nicht gezeigt) ist mit dem zweiten Wellenleiter 33 in der Nähe des dem zweiten Schlitz 10 entgegenge setzten Endes gekoppelt. Die beiden Wellenleiter sind über einen zwischen die sen liegenden Raum 34 miteinander verbunden, der auf einer Seite durch den Hohlraumwandteil 36 und durch eine Wand 37 gegenüber der Hohlraumwand begrenzt ist, die zwei einander zugewandte Wände der beiden Wellenleiter miteinander verbindet. Überdies ist der Raum 34 durch obere und untere Wände begrenzt, die mit den oberen und unteren Wänden der Wellenleiter verbunden sind oder mit diesen zusammenhängen.

Mikrowellenenergie breitet sich von dem Magnetronende des zweiten Wellenlei ters zum zweiten Schlitz 10 hin aus. Etwas von der Energie wird durch den zweiten Schlitz 10 in den Hohlraum eingekoppelt. Ein verbleibender Teil brei tet sich weiter aus und wird in den ersten Schlitz 9 eingekoppelt. Durch ein Bewegen des Kurzschlußteils 31 kann die Phasendifferenz zwischen den beiden Schlitzen 9, 10 und der durch diese beiden Schlitze 9, 10 hindurchgekoppelte relativen Leistung verändert werden. Ziel ist es, eine gleiche, durch die bei den Schlitze 9, 10 eingekoppelte Leistung und einen Phasenunterschied von 90° zu erhalten. Ein Hinweis darauf, daß dies erreicht wurde, ist dadurch gegeben, daß eine Messung des von dem Entladungskolben ausgestrahlten Lichts zeigt, daß es azimutal homogen ist.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist der Hohlraum auf der Breitseite eines Wellenleiters 50 angebracht, der in dem TE₁₀-Modus betrieben wird. Eine kreuzförmige Kopp lungs-Irisblende 51, 52 bildet eine Schnittstelle, über die der Hohlraum mit dem Wellenleiter 50 verbunden wird. Der TE₁₁₁-Hohlraum ist gegenüber der Mitte der Breitseite des Wellenleiters 50 versetzt angeordnet, während die kreuzför mige Irisblende 51, 52 bezüglich des Hohlraums mittig angeordnet ist. Die ge naue gegenüber der Mitte versetzte Lage, in der der Hohlraum angebracht ist, ist dann gegeben, wenn an der Irisblende ein sich drehendes H-Feld auftritt. Das sich drehende H-Feld bewirkt, daß sich ein TE₁₁₁-Modus-Muster in dem Hohl raum einmalig je Mikrowellenzyklus dreht. Der Abstand vom Mittelpunkt, mit dem der Hohlraum angebracht ist, ist durch die Lage gegeben, bei der das maximale H-Feld in der Richtung der Länge des Wellenleiters dem maximalen H-Feld in der Richtung quer zum Wellenleiter gleicht, und die Maxima sind um einen Viertel Zyklus phasenverschoben. Diese Lage wird dadurch bestimmt, daß die Formeln für die Größen der jeweiligen Komponenten von H als Funktion der Lage quer über dem Wellenleiter einander gleichgesetzt werden und ein Lösen für die Lage er folgt.

Der Wellenleiter 50 ist in der Nähe der Verbindung mit dem Hohlraum verjüngt, und er besitzt unter dem Hohlraum eine geringere Höhe. Die geringere Höhe ist vorgesehen, um eine Reflexion des Mikrowellensignals von dem Ende des Wellen leiters zu verhindern, das dem Magnetron entgegengesetzt ist. Es würde die Tendenz bestehen, daß die reflektierte Welle das H-Feld in dem Schlitz in ei ner entgegengesetzten Richtung zum Drehen bringt, als dies durch die ursprüng liche Welle bewirkt wird, und es würde daher die Tendenz bestehen, daß sie die Drehung aufhebt.

Alternativ zur Verwendung einer verringerten Wellenleiterhöhe können auch an dere auf dem Gebiet der Mikrowellentechnologie bekannte Techniken verwendet werden, um ein Aufheben der Drehung durch eine reflektierte Welle zu vermei den. Z. B. kann ein mikrowellenabsorbierendes Material in dem Ende des Wellen leiters 50 angeordnet werden, das zum Magnetron entgegengesetzt ist.

In den Fig. 10 und 11 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung ge zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Hohlraum 1 zylindrischer Gestalt an nähernd als TE₁₁₁-Hohlraum dimensioniert, während die genauen Dimensionen ex perimentell aufgefunden werden können. Der Hohlraum besitzt einen oberen Ma schenteil 13 z. B. aus Wolfram, der durch Metallrippen 20 verstärkt ist, und einen vollwandigen, unteren Metallabschnitt 14 z. B. aus Aluminium. Der Hohl raum besitzt einen einzigen Kopplungsschlitz 95. Zwei Einsätze 21, die ge krümmte Flächen 22 besitzen, die passend an der Hohlraumwand anliegen, und ge rade Flächen 23 aufweisen, sind in den Hohlraum eingesetzt. Die Einsätze 21 liegen einander gegenüber und sind mit der Linie zwischen ihren Scheitelpunk ten mit einem 45°-Winkel gegenüber einem Durchmesser durch die Irisblende an geordnet. Die Einsätze 21 sind kürzer als der Hohlraum, d. h. sie erstrecken sich nicht über den vollwandigen Teil 14 des Hohlraums hinaus, so daß sie die Lichtabstrahlung nicht beeinträchtigen. Dieser Hohlraum unterhält nun zwei Moden, die verdrehte zylindrische Hohlraum-TE₁₁₁-Moden sind. Anders als beim in Fig. 1 gezeigten zylindrischen Hohlraum sind in diesem Hohlraum zwei bevor zugte Polarisationen des Modus in dem Hohlraum vorhanden. Diese beiden bevor zugten Moden sind zueinander senkrecht, so daß die beiden elektrischen Felder, die den beiden Moden zugeordnet sind, in der Mitte des Hohlraums senkrecht zu einander sind.

Tatsächlich sind zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Hohlräume in einem vorgesehen. Der erste Hohlraum ist dem Modus zugeordnet, dessen elektri sche Feldlinien allgemein von einem Einsatz quer zu dem anderen verlaufen. Der erste Hohlraum ist durch eine solche Bemessung der Hohlraumteile, usw., abge stimmt, daß seine Resonanzfrequenz um eine halbe belastete (d. h. bei voll ge zündeter Lampe) Bandbreite des ersten Hohlraums geringer als die Steuerfre quenz, z. B. 2,45 GHz. Entsprechend ist die Schwingung des ersten Hohlraummo dus gegenüber der Phase von an dem Schlitz auftretenden Mikrowellen um 45° verzögert.

Der zweite Hohlraum ist dem Modus zugeordnet, dessen elektrische Feldlinien quer zwischen den Einsätzen verlaufen. Der zweite Hohlraum ist durch Bemessen der Hohlraumteile, usw., so abgestimmt, daß seine Resonanzfrequenz um eine halbe belastete Bandbreite des zweiten Hohlraums höher ist als die Steuerfre quenz. Entsprechend eilt die Schwingung des zweiten Hohlraummodus der Phase von an dem Schlitz auftretenden Mikrowelle um 45° voraus.

Der Gesamtunterschied zwischen den Phasen der dem ersten Hohlraum zugeordneten Schwingung und der dem zweiten Hohlraum zugeordneten Schwingung beträgt 90° Die elektrischen Felder in der Mitte des Hohlraums 1, die dem ersten bzw. zweiten Hohlraum zugeordnet sind, sind ebenfalls senkrecht zueinander. Ent sprechend besitzt die Summe der elektrischen Felder in der Mitte des Hohlraums eine konstante Größe, und sie dreht sich einmal je Mikrowellenzyklus.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausfüh rungsform besteht ein die Form eines Hexaeders aufweisender Hohlraum aus einem vollwandigen Wandteil 14 aus Metall und einem Maschenwandteil 13. Ein einziger Kopplungsschlitz 96 ist auf einer ersten Kante 41 des Hohlraums angeordnet. Eine erste Seite 41, die an diese erste Kante 40 und die gegenüberliegende Seite anschließt, ist länger als eine zweite Seite 42, die an diese Kante 40 und eine dieser zweiten Seite gegenüberliegende Wand anschließt. Ein Entla dungskolben 12 ist auf einer zu der ersten Kante 40 parallelen Mittellinie des Hohlraums angeordnet.

Der Hohlraum kann zwei zueinander senkrechte Schwingungsmoden unterhalten. Der erste Modus weist elektrische Feldlinien auf, die allgemein senkrecht zu der ersten Seite 41 sind. Ein zweiter Schwingungsmodus weist elektrische Feldli nien auf, die allgemein senkrecht zu der zweiten Seite 42 sind. Der Modus ist vorzugsweise der TE₁₀₁-Modus. Der Unterschied zwischen den Resonanzfrequenzen der beiden Moden ist derart, daß ein Modus dem anderen um einen Viertel Zyklus vorauseilt. Dies wird so erreicht, wie dies im Zusammenhang mit der zuvor be schriebenen Ausführungsform dargelegt ist.

Bei dieser und bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist es auch mög lich, daß der eine Modus gegenüber dem Signal an dem Schlitz um irgendeinen Winkel Φ verzögert ist und der andere Modus dem Signal bei dem Schlitz um den Winkel 90°-Φ vorauseilt.

Alternativ zu dem in den Fig. 11 und 12 gezeigten kann anstelle der Verwen dung eines Kopplungsmittels ein Magnetron unmittelbar an dem Hohlraum an der Stelle der Kopplungs-Irisblende angebracht sein, so daß seine Antenne in dem Hohlraum in Richtung auf die Mitte des Hohlraums vorspringt.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausfüh rungsform ist ein Hauptwellenleiter 60 in zwei Zweige 61, 62 gleicher Länge aufgeteilt. Ein erster Zweig 61 besitzt eine kapazitive Irisblende 63, die zwischen der Verbindung mit dem Hauptzweig 5 und der Verbindung mit einem TE₁₁₁-Hohlraum angeordnet ist. Der zweite Zweig 62 besitzt eine induktive Irisblende 64 zwischen der Verbindung mit dem Hauptzweig 5 und der Verbindung mit demselben TE₁₁₁-Hohlraum. Beide Zweige sind vorzugsweise über eine induk tive Irisblenden 9, 10 mit dem TE₁₁₁-Hohlraum gekoppelt. Zur Kopplung können auch kapazitive Irisblenden oder Irisblenden verwendet werden, die weder kapa zitiv noch induktiv sind.

Die Kombination aus der kapazitiven Irisblende 63 in dem ersten Zweig und der induktiven Irisblende 64 in dem zweiten Zweig führt zu einer 90°-Phasendiffe renz zwischen den Mikrowellensignalen, die an den induktiven Irisblenden 9, 10 und den Enden der Zweige 61, 62 auftreten. Ein TE₁₁₁-Drehmodus wird in dem Hohlraum erzeugt.

Alternativ können die Funktion und der Aufbau der Kopplungs-Irisblenden 9, 10 und der Phasenschieber-Irisblenden 63, 64 kombiniert werden. Dies würde bedeu ten, daß die Zweige keine Irisblenden auf mittlerer Länge besitzen, sondern vielmehr eine induktive Irisblende an dem Hohlraumkopplungsende eines Zweiges und eine kapazitive Irisblende an dem Hohlraumkopplungsende des anderen Zwei ges verwendet werden.

Fig. 14 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist ein Magnetron 3 in der Mitte eines Wellenleiters 70 angeordnet, dessen beide Enden über eine erste induktive Irisblende 9 und eine zweite induktive Irisblende 10 mit einem TE₁₁₁-Hohlraum gekoppelt sind. Die induktiven Irisblenden 9, 10 in der Hohlraumwand sind um 90° voneinander ge trennt. Zwischen dem Magnetron 3 und einer ersten induktiven Irisblende 9 ist eine kapazitive Irisblende 71 vorgesehen. Zwischen dem Magnetron 3 und der zweiten induktiven Irisblende 10 ist eine weitere induktive Irisblende 72 vor gesehen. Der Aufbau dieser Ausführungsform ist raumsparend.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform. Hier ist ein Magnetron 3 an einem schachtelförmigen Mikrowellengehäuse 80 angebracht, das einen zylindrischen Hohlraum kreuzt. An der Schnittstelle ist die ebene Wand des Gehäuses offen. Die zylindrische Wand des Hohlraums erstreckt sich so in das Gehäuse 80, daß etwa der halbe Hohlraum in dem Gehäuse liegt. Zwei Kopplungs-Irisblenden 9, 10 sind um 90° voneinander getrennt an dem Teil der zylindrischen Wand 8 des Hohlraums angeordnet, der in dem Gehäuse 28 liegt. Sie weisen von der Ma gnetronantenne 81 einen ungleichen Abstand auf, so daß sich die Phase der an einem Schlitz 9 auftretenden Mikrowellen von der Phase der an dem anderen Schlitz 10 auftretenden Mikrowellen um einen Viertel Zyklus unterscheiden.

Das Gehäuse kann in unterschiedlichen Formen hergestellt sein, je nachdem, welche Anforderungen hinsichtlich einer Verpackung und hinsichtlich der Ausle gung vorliegen. Es ist nur erforderlich, daß das Gehäuse eine Mikrowellen schwingung mit einem ungeradzahligen Mehrfachen einer Viertel Wellenlänge zwi schen den Stellen der beiden Schlitze unterhält.

Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist ein Magnetron 3 an einem Wellenleiter 82 angebracht. Der Wellenleiter 82 erstreckt sich in zwei Richtungen weg von dem Magnetron 3, und er ist so gekrümmt, daß die Enden an einen TE₁₁₁-Hohlraum an Stellen anschließen, die auf der Hohl raumwand um 90° voneinander getrennt sind. Induktive oder kapazitive Kopp lungs-Irisblenden 9, 10 sind an diesen Stellen an den Enden des Wellenleiters 82 angeordnet. Eine dielektrische Platte 83 ist passend in den Wellenleiter 82 auf einer Seite des Magnetrons 3 eingesetzt. Die dielektrische Platte 83 ver ändert die Phase von die Irisblende 9 erreichenden Mikrowellen so, daß sich zwischen den an den Schlitzen 9, 10 auftretenden Mikrowellensignalen ein Pha senunterschied von einem Viertel der Welle ergibt.

Es ist festzustellen, daß anstelle der dielektrischen Platte jedes bekannte, geeignete Mittel in einem oder beiden Enden des Wellenleiters so zwischenge schaltet werden kann, daß der gewünschte Phasenunterschied zwischen den an den beiden Schlitzen auftretenden Signalen erhalten wird.

Eine aktuelle Lampe wurde gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform aufge baut. Ein kugelförmiger Kolben mit einem Volumen von 12 cm³ wurde auf der Mit telachse des Hohlraums angeordnet. Er war mit 1 mg Dysprosiumiodid, 1 mg Quecksilberiodid und 60 Torr Argon gefüllt.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Während beispielsweise bei vielen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zylindrische Hohlräume verwendet werden, ist es im Rahmen der Erfindung grund sätzlich auch möglich, andere Hohlraumformen vorzusehen, die zwei nicht paral lele Schwingungsmoden unterhalten, z. B. eine Würfelform. Während der Kolben in axialer Anordnung gezeigt wurde, ist es darüber hinaus beispielsweise auch möglich, diesen gegenüber der Achse versetzt anzuordnen.

Claims

1. Mikrowellengespeiste elektrodenlose Lampe mit einem Mikrowellenhohlraum, der wenigstens eine Öffnung besitzt, durch die Mikrowellenenergie in den Hohlraum eingekoppelt werden kann,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
Mitteln zur Erzeugung von Mikrowellenenergie, und
Mitteln zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von den Mitteln zur Erzeugung von Mikrowellenenergie durch die wenigstens eine Öffnung in dem Hohlraum, derart, daß in dem Hohlraum an der bestimmten Stelle des Kolbens ein elektrisches Drehfeld konstanter Elliptizität erzeugt wird.

2. Lampe nach Anspruch 1, bei der der Mikrowellenhohlraum aus einem vollwandi gen Metallteil und einem Maschen-Metallteil besteht, und bei der die wenig stens eine Hohlraumöffnung in dem vollwandigen Metallteil vorgesehen ist.

3. Lampe nach Anspruch 2, bei der die wenigstens eine Hohlraumöffnung eine Schlitzantenne enthält.

4. Lampe nach Anspruch 3, bei der die Polarisation des Feldes im wesentlichen eine zirkulare Polarisation ist.

5. Lampe nach Anspruch 1 oder 4, bei der die Mittel zur Erzeugung von Mikro wellenenergie eine einzige Mikrowellenquelle enthalten.

6. Lampe nach Anspruch 5, bei der das Feld in dem Hohlraum in einem einzigen Modus vorliegt.

7. Lampe nach Anspruch 5, bei der die Füllung in dem Kolben während des Be triebs bei einem Druck von 1 bis 20 Atmosphären vorliegt.

8. Mikrowellengespeiste Lampe, mit
einem Mikrowellenhohlraum, der aus einem vollwandigen Metallteil und einem Maschenteil besteht, wobei der vollwandige Metallteil zumindest einen Kopp lungsschlitz für ein Einkoppeln von Mikrowellenenergie in den Hohlraum auf weist,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
Mitteln zur Erzeugung von Mikrowellenenergie, und
Mitteln zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von den Mitteln zur Erzeu gung von Mikrowellenenergie in den wenigstens einen Kopplungsschlitz, derart, daß ein elektrisches Drehfeld annähernd zirkularer Polarisation in dem Hohl raum an der bestimmten Stelle des Kolbens erzeugt wird.

9. Lampe nach Anspruch 8, bei der der vollwandige Metallteil des Mikrowellen hohlraums einen Reflektor enthält, um das von dem Kolben abgestrahlte Licht durch den Maschenteil aus dem Hohlraum herauszureflektieren.

10. Lampe nach Anspruch 9, bei der der Mikrowellenhohlraum zylindrisch ist und die Kopplungsmittel Schlitze in der Hohlraumwand enthalten, die eine Längenausdehnung besitzen, die in der Richtung der Achse des zylindrischen Hohlraums verläuft.

11. Mikrowellengespeiste elektrodenlose Lampe mit
einem zylindrischen Mikrowellenhohlraum, der in der Hohlraumwand zwei Kopplungsschlitze aufweist, die durch einen bestimmten Raumwinkel voneinander getrennt sind,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
einer einzigen Mikrowellenquelle, und
Mitteln zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von der einzigen Mikro wellenquelle in die Kopplungsschlitze, derart, daß die in die betreffenden Schlitze eingespeiste Wellenenergie bestimmte Amplituden und einen bestimmten Phasenunterschied aufweist, wobei der bestimmte Raumwinkel, die bestimmten Amplituden und der bestimmte Phasenunterschied so gewählt sind, daß sich in dem Hohlraum ein Drehfeld mit einer Elliptizität von zumindest 0,6 ergibt.

12. Lampe nach Anspruch 11, bei der der Mikrowellenhohlraum einen vollwandigen Teil und einen Maschenteil enthält, und bei der die Kopplungsschlitze in dem vollwandigen Teil angeordnet sind und mit ihrer Längenausdehnung parallel zu der Zylinderachse des Hohlraums liegen.

13. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 12, bei der sowohl der Raumwinkel als auch der Phasenunterschied wenigstens etwa 60° beträgt, jedoch nicht mehr als etwa 90° ist.

14. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 13, bei der die bestimmten Amplituden etwa gleich sind und bei der sowohl der Raumwinkel als auch der Phasenunter schied bei etwa 90° liegt.

15. Lampe nach Anspruch 14, bei der die in die jeweiligen Schlitze eingespei ste Wellenenergie in dem gleichen Modus vorliegt.

16. Lampe nach Anspruch 14, bei der die Füllung in dem Kolben während des Be triebs unter einem Druck von 1 bis 20 Atmosphären steht.

17. Lampe nach Anspruch 11 oder 14, bei der die Einkoppelmittel Mikrowellen übertragungsmittel enthalten, die eine effektive Länge von der Mikrowellen quelle zu einem Kopplungsschlitz aufweisen, die länger ist als die effektive Länge von der Quelle zu dem anderen Kopplungsschlitz, um den konstanten Pha senunterschied zu erhalten.

18. Lampe nach Anspruch 17, bei der die Mikrowellenübertragungsmittel Wellen leitermittel enthalten.

19. Lampe nach Anspruch 18, bei der die Wellenleitermittel Zweige unterschied licher Länge enthalten.

20. Lampe nach Anspruch 18, bei der die Wellenleitermittel einen Teil enthal ten, der sich zwischen einem Kopplungsschlitz und dem anderen erstreckt.

21. Lampe nach Anspruch 20, bei der die Wellenleitermittel einen Hauptteil enthalten, der sich von der Quelle zu einem der Kopplungsschlitze erstreckt.

22. Lampe nach Anspruch 21, bei der die Wellenleitermittel einen Teil enthal ten, der um den zylindrischen Hohlraum geschlagen ist.

23. Lampe nach Anspruch 20, bei der die Antenne der Mikrowellenquelle in den Wellenleiterteil eingesetzt ist, der sich zwischen einem Schlitz und dem ande ren erstreckt.

24. Lampe nach Anspruch 18, bei der die Wellenleitermittel folgendes enthal ten: einen ersten Wellenleiterteil, der sich zwischen der Quelle und einem der Kopplungsschlitze erstreckt, einen zweiten Wellenleiterteil, der sich zwischen einem Kurzschlußelement und dem anderen Kopplungsschlitz erstreckt und einen dritten Wellenleiterteil, der den ersten und den zweiten Wellenleiterteil mit einander verbindet.

25. Lampe nach Anspruch 24, bei der das Kurzschlußelement in dem zweiten Wel lenleiterteil ein bewegliches Kurzschlußelement ist.

26. Lampe nach Anspruch 17, bei der die Mikrowellenübertragungsmittel ein schachtelartiges Metallteil enthalten, das mit Mikrowellenenergie von der Quelle an einer Stelle gespeist wird, die einem der Kopplungsschlitze näher liegt als dem anderen.

27. Lampe nach Anspruch 11, bei der die Einkopplungsmittel Wellenleitermittel mit zwei Zweigen enthalten, und bei der in wenigstens einem der Zweige Phasen schiebermittel vorgesehen sind.

28. Lampe nach Anspruch 27, bei der die Phasenschiebermittel eine induktive Irisblende in einem der Zweige und eine kapazitive Irisblende in dem anderen Zweig enthalten.

29. Lampe nach Anspruch 27, bei der die Phasenschiebermittel eine dielektri sche Platte enthalten.

30. Elektrodenlose Lampe mit
einem zylindrischen Hohlraum, der zwei Schlitze aufweist, die um die zylindrische Hohlraumwand um etwa 90° voneinander getrennt sind,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
einer Mikrowellenenergiequelle,
einem ersten Wellenleiter zum Einspeisen von Mikrowellenenergie von der Quelle in einen der Schlitze, und
einem zweiten Wellenleiter, der ein bewegliches Kurzschlußelement auf weist und mit dem anderen Schlitz in Verbindung steht,
wobei die ersten und zweiten Wellenleiter durch ein Gehäuse für Mikro wellen miteinander verbunden sind, das einen Teil der Hohlraumwand als eine Wand enthält, sowie weitere Wände, die eine Verbindung zwischen den beiden Wellenleitern herstellen.

31. Elektrodenlose Lampe mit
einem zylindrischen Hohlraum, der zwei Schlitze aufweist, die um die zylindrische Hohlraumwand um etwa 90° voneinander getrennt sind,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
einer Mikrowellenenergiequelle, und
Mitteln zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von der Quelle in den Hohlraum, derart, daß in dem Hohlraum ein elektrisches Drehfeld erzeugt wird, das an der Stelle des Kolbens eine zirkulare Polarisation besitzt, wobei die Einkopplungsmittel folgendes enthalten:

a) einen ersten Wellenleiter, der eine Verbindung zwischen der Quelle und einem der Schlitze herstellt,
b) einen zweiten Wellenleiter, der ein bewegliches Kurzschlußelement aufweist und eine Verbindung mit dem anderen Schlitz herstellt, und
c) ein Mikrowellengehäuse, das eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Wellenleitern herstellt.

32. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 31, bei der eine Wand des Gehäuses ein Teil des zylindrischen Hohlraums ist und die anderen Wände die ersten und zweiten Wellenleiter miteinander verbinden.

33. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 32, bei der ein Teil des zylindrischen Hohlraums aus einem Maschenteil besteht, der ein Austreten von Licht zuläßt, und bei der der Hohlraum während des Betriebs in Resonanz ist.

34. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 32, bei der das in dem Hohlraum erzeug te Feld in einem einzigen Modus vorliegt.

35. Elektrodenlose Lampe mit
einem zylindrischen Hohlraum, der aus einer zylindrischen Wand mit ersten und zweiten Enden und einem Maschenteil besteht, der dem ersten Ende benach bart ist,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
einer Mikrowellenquelle, und
einem Wellenleiter, der eine Verbindung zwischen der Quelle und dem zweiten Ende des Hohlraums herstellt,
wobei der Wellenleiter an dem zweiten Ende des Hohlraums zwei sich kreuz artig überlagernde Schlitze aufweist, um Mikrowellenenergie an dem zweiten En de in den Hohlraum einzuspeisen.

36. Elektrodenlose Lampe mit
einem zylindrischen Hohlraum, der eine zylindrische Wand mit einem Kopplungsschlitz und einen Maschenteil in der Nähe eines Hohlraumendes aufweist,
einem Paar von Metalleinsätzen in dem Hohlraum in der Nähe des anderen Endes, die einander gegenüberliegende gerade Oberflächen innerhalb des Hohl raums bilden, die durch einen wesentlichen Teil des Durchmessers des Hohlraums voneinander getrennt sind,
einer Mikrowellenquelle, und
Mitteln zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von der Quelle in den Kopp lungsschlitz.

37. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 36, bei der die einander gegenüberlie genden Oberflächen mit einem durch den Kopplungsschlitz verlaufenden Durchmes ser des Hohlraums einen Winkel von etwa 45° bilden.

38. Elektrodenlose Lampe mit
einem Mikrowellenhohlraum in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds mit zwei Längsseiten und zwei Schmalseiten sowie mit vier Kanten, an denen die Längsseiten an die Schmalseiten angrenzen, wobei der Hohlraum einen Maschen teil in der Nähe eines Endes aufweist,
einem Kopplungsschlitz, der in dem Hohlraum in einer der Kanten vorgesehen ist,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum ange ordnet ist,
einer Mikrowellenquelle, und Mitteln zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von der Quelle in den Kopp lungsschlitz.

39. Elektrodenlose Lampe mit
einem zylindrischen Hohlraum, der eine zylindrische Wand aufweist, in der zwei Kopplungsschlitze um etwa 90° voneinander getrennt vorgesehen sind, wobei der Hohlraum in der Nähe eines Endes einen Maschenteil aufweist,
einer Mikrowellenquelle, und
einem Gehäuse zum Einkoppeln von Mikrowellenenergie von der Quelle in die Kopplungsschlitze, wobei die Quelle für ein Einspeisen von Mikrowellenenergie in das Gehäuse vorgesehen ist und das Gehäuse beide Kopplungsschlitze umgibt.

40. Elektrodenlose Lampe nach Anspruch 39, bei der die Quelle in einer der zylindrischen Hohlraumwand gegenüberliegenden Wand des Gehäuses angeordnet ist und einen unterschiedlichen Abstand von den beiden Kopplungsschlitzen auf weist.

41. Mikrowellengespeiste Lampe mit
einem zylindrischen Mikrowellenhohlraum, der aus einem vollwandigen Teil und einem Maschenteil besteht, wobei der vollwandige Teil zwei Kopplungs schlitze aufweist, die durch einen Raumwinkel von etwa 90° voneinander ge trennt sind, und wobei der Hohlraum während des Betriebs der Lampe in Resonanz ist,
einem Kolben, der eine anregbare Füllung enthält und in dem Hohlraum an einer bestimmten Stelle angeordnet ist,
einem einzigen Mittel zur Erzeugung von Mikrowellenenergie, und Mitteln zum Einspeisen von Mikrowellenenergie von den Energieerzeugungs mitteln in die Schlitze, derart, daß die in die jeweiligen Schlitze eingespei ste Wellenenergie einen elektrischen Phasenunterschied von etwa 90° aufweist, um in dem Hohlraum an der bestimmten Stelle des Kolbens ein in einem einzigen Modus vorliegendes elektrisches Feld zu erzeugen, das sich mit einer zirkula ren Polarisation dreht.