JPS6255859A - Microwave discharge power supply device - Google Patents
Microwave discharge power supply deviceInfo
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- JPS6255859A JPS6255859A JP19379785A JP19379785A JPS6255859A JP S6255859 A JPS6255859 A JP S6255859A JP 19379785 A JP19379785 A JP 19379785A JP 19379785 A JP19379785 A JP 19379785A JP S6255859 A JPS6255859 A JP S6255859A
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- microwave
- metal conductor
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- arc tube
- tube
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はマイクロ波により発光管に放電プラズマを発生
させて発光させるマイクロ波放電光源装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a microwave discharge light source device that uses microwaves to generate discharge plasma in an arc tube to emit light.
近年、放電利用の光源装置としてマイクロ波を用いた光
源装置が注目され、一部は既に実用に供されている。In recent years, light source devices using microwaves have attracted attention as light source devices that utilize electric discharge, and some of them have already been put into practical use.
このマイクロ波を用いた光源装置では1発光管を無電極
にできるため9例えば電極物質の消耗による不点、電極
の蒸発等に起因するランプ壁の黒化などの問題が解消さ
れる。In this light source device using microwaves, since one arc tube can be made electrodeless, problems such as defects due to consumption of the electrode material and blackening of the lamp wall due to evaporation of the electrode can be solved.
第4図はこのマイクロ波放電光源装置の構成例を示す断
面図である(特願昭59−274625号)。FIG. 4 is a sectional view showing an example of the structure of this microwave discharge light source device (Japanese Patent Application No. 59-274625).
同図に示す装置は、マグネトロン31から発されたマイ
クロ波を導波管32を介して伝搬し、さらに導電性のア
ンテナ33によって発光管34へ放射させるものである
。なおりバー35は9発光管34が発した光を図中下方
へ照射するために設けたものである、
この様に構成されたマイクロ波放電光源装置においては
、アンテナ33を介して放射されたマイクロ波によって
発光管34 K封入されたガスが励起され放電が生ずる
。The device shown in the figure propagates microwaves emitted from a magnetron 31 through a waveguide 32 and further radiates them to an arc tube 34 by a conductive antenna 33. The guide bar 35 is provided to irradiate the light emitted by the arc tube 34 downward in the figure. The gas enclosed in the arc tube 34K is excited by the microwave and a discharge occurs.
より詳しく説明すると9発光管34に至ったマイクロ波
の多くは、その発光管34内のアンテナ33に近い管壁
近傍で吸収され9発光管34の管壁内表面近傍に放電ク
ラズマが生じる。また2発光管34内部で封入ガスに吸
収されなかった一部のマイクロ波は9発光管34のパル
プを透過する。To explain in more detail, most of the microwaves reaching the arc tube 34 are absorbed near the wall of the arc tube 34 close to the antenna 33, and a discharge plasma is generated near the inner surface of the wall of the arc tube 34. In addition, a part of the microwaves not absorbed by the gas sealed inside the second arc tube 34 passes through the pulp of the nine arc tube 34.
この透過したマイクロ波が、装置の外部へ渥洩する事を
防ぐ安全手段として、一般に発光管34の周囲にマイク
ロ波を遮へいする金属網等を設ける措置が採られている
。換言すると発光管34を透過したマイクロ波は9.こ
の金属網に吸収され。As a safety measure to prevent the transmitted microwaves from leaking to the outside of the device, a measure is generally taken to provide a metal net or the like around the arc tube 34 to shield the microwaves. In other words, the microwave transmitted through the arc tube 34 is 9. absorbed by this metal net.
マイク波損失となる。This results in microwave loss.
以上の様に、マイクロ波の一部は、金属網等の遮へい体
に吸収されるため装置外部への―洩は避けることができ
るものの、アンテナ33から放射されたマイクロ波を略
完全に利用できないという難点があった。As described above, some of the microwaves are absorbed by shielding bodies such as metal netting, so leakage to the outside of the device can be avoided, but the microwaves radiated from the antenna 33 cannot be used almost completely. There was a problem.
すなわち、マグネトロン31が発したマイクロ波の光変
換効果(ランプ効率−の低下等が見られ。That is, the light conversion effect of the microwaves emitted by the magnetron 31 (a decrease in lamp efficiency, etc.) was observed.
これを改善する余地が残されていた。There was still room for improvement.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたもので
2発光管を透過したマイクロ波を、空胴共振器の作用を
果たす金属導体により反射させ。The present invention was developed in view of the problems of the prior art described above, and reflects microwaves transmitted through two arc tubes by a metal conductor that functions as a cavity resonator.
再び発光管に至らしめ1発光に寄与させることにより、
マイクロ波つ損失を抑制するマイクロ波放電光源装置を
提供することを目的とする。By connecting it to the arc tube again and contributing to one light emission,
An object of the present invention is to provide a microwave discharge light source device that suppresses microwave loss.
本発明は、マイクロ波発振器と、このマイクロ波発振器
より発振されたマイクロ波を伝送する導波管と、一端が
導波管内に突出されると共に、他端が導波管の外部に導
出された金属導体より成るアンテナと、導波管の外部に
導出されたアンテナを包囲するように設けられた発光管
と、この発光管の周囲に配設され、空胴共振器の作用を
成し。The present invention includes a microwave oscillator, a waveguide for transmitting microwaves oscillated by the microwave oscillator, and one end of which is protruded into the waveguide and the other end of which is led out of the waveguide. An antenna made of a metal conductor, an arc tube provided to surround the antenna led out of the waveguide, and an arc tube disposed around the arc tube to function as a cavity resonator.
透光部を有する金属導体とを備えたマイクロ波放電光源
装置であって。A microwave discharge light source device comprising a metal conductor having a transparent part.
アンテナから放射されたマイクロ波は9発光管に封入さ
れた封入ガスを励起すると共に9発光管を透過したマイ
クロ波は、空胴共振器の作用を果たす金属導体により反
射され、再び発光管に帰還し1発光に寄与するので、マ
イクロ波の損失を抑制できるマイクロ波放電光源装置を
提供する。The microwave radiated from the antenna excites the gas sealed in the arc tube 9, and the microwave transmitted through the arc tube 9 is reflected by the metal conductor that acts as a cavity resonator and returns to the arc tube again. Provided is a microwave discharge light source device that can suppress loss of microwaves because it contributes to light emission.
本発明の実施例を以下に図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below using the drawings.
第1図は本発明に係るマイクロ波放電光源装置の第1の
実施例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a microwave discharge light source device according to the present invention.
同図に示す様に導波管1の一端には1周波数が例えば2
450MHzのマイクロ波を発振するマグネトロン2が
金属ガスケットを介して取り付けられている。導波管1
の他端の側面には*401ElK径程度の開口3が設け
られている。この開口3には例えば銅などの金属導体か
ら成る円柱状のアンテナ4が挿通され、その一端は導波
管1内に、他端は導波管1外に所定の長さ突出する様に
固定されている。また、導波管1の外に突出したアンテ
ナ4を被冠するように発光管5が配設されている。この
発光管5は、 鐘形の内側ガラスチューブと外径が55
n、高さが120■の同じく 鐘形の外側ガラ゛スチュ
ーブとを互いに気密に接合し、これらチューブで形成さ
れる空間に、マイクロ波によって励起されて発光する放
電媒体9例えば水銀とアルゴン等の希ガスが封入されて
いるものである。As shown in the figure, at one end of the waveguide 1, one frequency is, for example, two
A magnetron 2 that oscillates microwaves of 450 MHz is attached via a metal gasket. waveguide 1
An opening 3 having a diameter of approximately *401ElK is provided on the side surface of the other end. A cylindrical antenna 4 made of a metal conductor such as copper is inserted into the opening 3, and one end of the antenna 4 is fixed inside the waveguide 1 and the other end is fixed so as to protrude a predetermined length outside the waveguide 1. has been done. Further, a light emitting tube 5 is disposed to cover the antenna 4 projecting outside the waveguide 1. This arc tube 5 has a bell-shaped inner glass tube and an outer diameter of 55 mm.
n, and a bell-shaped outer glass tube with a height of 120 mm are hermetically joined to each other, and a discharge medium 9 that emits light when excited by microwaves is placed in the space formed by these tubes, such as mercury and argon. It is filled with a rare gas.
さらに、この発光管5を筒状に被冠する如く透光部を有
した金属導体61が設けられている。この金属導体61
をより詳細に説明すると1本実施例では銅線から成る網
の目の大きさが約3−Bの金属網、を径100we高さ
130mの筒状に形成したものである。少なくともこの
実施例にあっては、この様に金属導体61を形成すれば
、 2450 MH2のマイ゛□クロ波に対し空胴共
振器71としての作用を果たす(換言すると、 245
0MH2の共振空間が形成される)と共に、金属網の各
々の網目が透光部となっているので紫外、可視、赤外領
域の発光輻射線の約90%以上が透光することを確認し
ている。Further, a metal conductor 61 having a transparent portion is provided so as to cover the arc tube 5 in a cylindrical shape. This metal conductor 61
To explain this in more detail, in this embodiment, a metal mesh made of copper wire and having a mesh size of about 3-B is formed into a cylindrical shape with a diameter of 100we and a height of 130m. At least in this embodiment, if the metal conductor 61 is formed in this way, it functions as a cavity resonator 71 for the 2450 MH2 microwave (in other words, the 245 MH2
0MH2 resonance space is formed), and since each mesh of the metal mesh is a transparent part, it was confirmed that more than 90% of the emitted radiation in the ultraviolet, visible, and infrared regions is transmitted. ing.
なお9本実施例では、内面K例えば酸化アルミニウム等
の被膜処理を施したカバー8を金属導体61の外側に配
設することkよって、同図中、下方ヘの発光を強めてい
る。In this embodiment, the cover 8 whose inner surface K is coated with, for example, aluminum oxide, is disposed outside the metal conductor 61, thereby intensifying the downward light emission in the figure.
次に以上の様に構成されたマイクロ波放電光源装置の動
作について説明する。Next, the operation of the microwave discharge light source device configured as above will be explained.
マイクロ波発振器であるマグネトロン2から発され、導
波管1中を伝搬しアンテナ4に達したマイクロ波は、こ
のアンテナ4を通じて発光管5の内側面に放射される。Microwaves emitted from a magnetron 2, which is a microwave oscillator, propagate through a waveguide 1 and reach an antenna 4, and are radiated to the inner surface of an arc tube 5 through this antenna 4.
このマイクロ波は1発光管5に封入された希ガスを励起
して放電プラズマを生じると共に、その一部は発光管5
を透過して。This microwave excites the rare gas sealed in the arc tube 5 and generates discharge plasma, and a part of it excites the rare gas sealed in the arc tube 5.
Transparent.
発光管5の周囲に配設された金属導体61に至る。This leads to a metal conductor 61 disposed around the arc tube 5.
前述した如く金属導体61は空胴共振器71を形成して
いるので、このマイクロ波は反射され再び発光v5に達
し2発光管5に封入された希ガスを励起する。以上述べ
た様に9発光管5はアンテナ4によってその内側からマ
イクロ波が放射されると共に1発光管5を透過したマイ
クロ波も金属導体61により反射され発光管5へ放射さ
れる。換言すると発光管5の内部の内側及び外側付近に
各々放電プラズマが生じる。各々の放電プラズマによっ
て生じた光は、カバー8に反射されまたは直接金属導体
61を形成する金属網の開口(網目)を透過して装置の
外部へ照射される。As described above, since the metal conductor 61 forms the cavity resonator 71, this microwave is reflected and reaches the emission v5 again, exciting the rare gas sealed in the two arc tubes 5. As described above, microwaves are radiated from the inside of the nine arc tubes 5 by the antenna 4, and the microwaves transmitted through the one arc tube 5 are also reflected by the metal conductor 61 and radiated to the arc tube 5. In other words, discharge plasma is generated near the inside and outside of the arc tube 5, respectively. The light generated by each discharge plasma is reflected by the cover 8 or directly transmitted through the openings (mesh) of the metal mesh forming the metal conductor 61 and is irradiated to the outside of the device.
本実施例によれば、マグネトロン2から発せられたマイ
クロ波を発光管5に封入された希ガスの励起に有効に寄
与させることができる。更に、空胴共振器を形成する金
属導体61に金属網を用いているので1発光管5忙対す
る通風性に優れている。According to this embodiment, the microwaves emitted from the magnetron 2 can effectively contribute to the excitation of the rare gas sealed in the arc tube 5. Furthermore, since a metal mesh is used for the metal conductor 61 forming the cavity resonator, the ventilation performance for one arc tube 5 is excellent.
次に本発明に係るマイクロ波放電光源装置、の他の実施
例を第2図に示し以下に説明する。Next, another embodiment of the microwave discharge light source device according to the present invention is shown in FIG. 2 and will be described below.
第1の実施例と比較して構造上の特徴は、空胴共振器7
2を形成する金属導体62が1例えばアルミニウムを材
料とする管体62aとその一端部に取り付けられた金属
網62bとから成る点忙ある。The structural feature compared to the first embodiment is that the cavity resonator 7
The metal conductor 62 forming the cylindrical body 2 is composed of a tube body 62a made of aluminum, for example, and a metal mesh 62b attached to one end of the tube body 62a.
この実施例の動作原理ならび忙利点は第1の実施例の場
合と同様である。The operating principle and advantages of this embodiment are similar to those of the first embodiment.
次に本発明に係るマイクロ波放電光源装置の他の実施例
を第3図に示し以下に説明する。Next, another embodiment of the microwave discharge light source device according to the present invention is shown in FIG. 3 and will be described below.
造
第1及び第2の実施例と比較して構堺上の特徴は、空胴
共振器73を形成する金属導体63が例えばアルミニウ
ムのような薄い金属板をエツチング等の方法によってメ
ツシュ状に形成した平板を加工した管体63aとその管
体63aに緩やかに挿入される金属網63bとか成る点
にある。A feature of the structure compared to the first and second embodiments is that the metal conductor 63 forming the cavity resonator 73 is formed into a mesh shape by etching a thin metal plate such as aluminum. It consists of a tube body 63a made from a flat plate, and a metal mesh 63b that is gently inserted into the tube body 63a.
つまり、金属網63bは、管体63aの軸方向(図面中
の上下方向)K移動することができる構造となっている
。In other words, the metal mesh 63b has a structure that allows it to move in the axial direction (vertical direction in the drawing) K of the tubular body 63a.
この実施例によれば、金属導体63によって形成される
空胴共振器73の空胴長を、金属網63bを動かすこと
により変化させることができるので。According to this embodiment, the cavity length of the cavity resonator 73 formed by the metal conductor 63 can be changed by moving the metal net 63b.
周知の如く空胴長に依存する共振状態を最適な値)′と
することが至って簡単となる。As is well known, it is extremely easy to set the resonance state depending on the cavity length to an optimum value )'.
以上の実施例においては、数値等を用いて、その形状、
材質等を詳細に説明しているが、これに固執−する必要
はなく、他の仕様によっても本発明の目的を果たすこと
は可能である。In the above embodiments, numerical values etc. are used to determine the shape,
Although the materials and the like are described in detail, there is no need to stick to these specifications, and it is possible to achieve the purpose of the present invention with other specifications.
例えば金属導体で形成する空胴共振器は、実施例中忙記
載された円筒状のもの忙限らず、マイクロ波が往復反射
して共振される条件を満たしていれば良い。ここで、こ
の条件の一例を示せば、H波(Hz〜0. Eχ=0)
のマイクロ波忙対し矩形の空胴共振器(幅a、高さす、
長さC)は
Ql” Hp := (””/B* + nン’6t
+ ”/c* ) r”(ここでωは共振周波数 m、
n、 lは整数)の条件を満たす場合に理論的に形成
されることが知られている。For example, the cavity resonator formed of a metal conductor is not limited to the cylindrical one described in the embodiments, but it may be sufficient as long as it satisfies the condition that microwaves are reflected back and forth and resonated. Here, to give an example of this condition, H wave (Hz ~ 0. Eχ = 0)
A rectangular cavity resonator (width a, height,
The length C) is Ql" Hp := (""/B* + n'6t
+ ”/c*) r” (here ω is the resonant frequency m,
It is known that it is theoretically formed when the following conditions are met (n and l are integers).
また、E波(Hχ:O,εχ←0)のマイクロ波に対し
て円筒状(径R9長さし)の共振器が形成される条件は
(ここでλは共振波長 k、はマイクロ波のモードによ
り決定される値)
で表わされることが理論として一般に知られている。In addition, the conditions for forming a cylindrical resonator (diameter R9 length) for the E-wave (Hχ:O, εχ←0) microwave are (here, λ is the resonant wavelength, k is the microwave It is generally known as a theory that it is expressed by the value determined by the mode.
加えて金属導体の透光部も実施例に示した様な金属網等
によって形成されるものに限らず9発光管が発した光を
透光させ、マイクロ波を遮断する機能を備えるものであ
れば良い。In addition, the light-transmitting part of the metal conductor is not limited to one formed of a metal net as shown in the embodiment, but may also have the function of transmitting the light emitted by the arc tube and blocking microwaves. Good.
またアンテナの形状も円柱状のものである必要性はなく
9発光管へマイクロ波を放射する作用を果たすものであ
れば十分である。Furthermore, the shape of the antenna does not necessarily have to be cylindrical; it is sufficient that it has the function of radiating microwaves to the nine arc tubes.
その他0発光管の内壁面に蛍光体を被着させて。Other 0: Apply phosphor to the inner wall of the arc tube.
任意の発光波長を得る等の周知技術を適用することもで
きる。Known techniques such as obtaining an arbitrary emission wavelength can also be applied.
本発明に依れば9発光管に放射されたマイクロ波と共に
1発光管を透過し、空胴共振器を成す金属導体により反
射され、再び発光管に照射されたマイクロ波の双方が9
発光に有効に利用されるので、マイクロ波の損失を抑制
できるマイクロ波放電光源装置を提供できる。According to the present invention, both of the microwaves transmitted through one arc tube together with the microwave radiated to nine arc tubes, reflected by the metal conductor forming the cavity resonator, and irradiated to the arc tube again are
Since it is effectively used for light emission, it is possible to provide a microwave discharge light source device that can suppress microwave loss.
第1図乃至第3図は本発明の実施例を示す構成図
第4図は従来のマイクロ波放電光源装置を示す構成図で
ある。
1・・・・・・導波管、 2・・・・・・マグ
ネトロン。
3・・・・・・開口、 4・・・・・・アン
テナ。
5・・・・・・発光管、 61,62,63・
・・・・・金属導体。
71.72,73・・・・・・空胴共振器代理人弁理士
則 近 憲 佑
同 湯 山 幸 夫
第4図1 to 3 are block diagrams showing embodiments of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a conventional microwave discharge light source device. 1... Waveguide, 2... Magnetron. 3...Aperture, 4...Antenna. 5... Arc tube, 61, 62, 63.
...Metal conductor. 71, 72, 73...Cavity resonator agent patent attorney Yudo Noriyuki Chika Yukio Yuyama Figure 4
Claims (1)
する導波管と、 一端が前記導波管内に導出されると共に、他端が前記導
波管の外部に導出された金属導体より成るアンテナと、 前記導波管の外部に導出されたアンテナを包囲するよう
に設けられた発光管と、 透光部を有すると共に、前記発光管の周囲に配設され、
空胴共振器の作用を成す金属導体 とを備えたことを特徴とするマイクロ波放電光源装置。[Scope of Claims] A microwave oscillator; a waveguide for transmitting microwaves oscillated by the microwave oscillator; one end guided into the waveguide and the other end guided outside the waveguide. an antenna made of a metal conductor led out to the outside of the waveguide; an arc tube provided to surround the antenna led out to the outside of the waveguide; ,
A microwave discharge light source device comprising a metal conductor that functions as a cavity resonator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19379785A JPS6255859A (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Microwave discharge power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19379785A JPS6255859A (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Microwave discharge power supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6255859A true JPS6255859A (en) | 1987-03-11 |
Family
ID=16313934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19379785A Pending JPS6255859A (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Microwave discharge power supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6255859A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6214423B1 (en) * | 1998-04-16 | 2001-04-10 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a polymer on a surface |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP19379785A patent/JPS6255859A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6214423B1 (en) * | 1998-04-16 | 2001-04-10 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a polymer on a surface |
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