JPS631720B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS631720B2 JPS631720B2 JP55130178A JP13017880A JPS631720B2 JP S631720 B2 JPS631720 B2 JP S631720B2 JP 55130178 A JP55130178 A JP 55130178A JP 13017880 A JP13017880 A JP 13017880A JP S631720 B2 JPS631720 B2 JP S631720B2
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- JP
- Japan
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- magnetron
- waveguide
- microwave
- impedance
- discharge
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- Expired
Links
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、マイクロ波放電を利用したマイク
ロ波放電光源装置に関する。
ロ波放電光源装置に関する。
最近、放電利用の光源装置として、高周波放
電、特に高周波としてマイクロ波を用いた光源装
置が注目されている。
電、特に高周波としてマイクロ波を用いた光源装
置が注目されている。
従来の有電極の光源装置では、ランプの寿命が
電極の消耗により決定されていたが、マイクロ波
を用いた光源装置では、ランプを無電極にできる
ため、ランプ寿命が長くなるという特徴がある。
電極の消耗により決定されていたが、マイクロ波
を用いた光源装置では、ランプを無電極にできる
ため、ランプ寿命が長くなるという特徴がある。
さらに、電極による熱損失がなく、しかも、放
電のインピーダンスが初期状態と安定状態で差が
小さいため、安定状態でインピーダンス整合させ
た場合でも、初期状態での電力注入が容易であ
り、また、放電々力がランプ管壁に偏つているな
どのために、最大出力到達までの時間が短くなる
という特徴がある。
電のインピーダンスが初期状態と安定状態で差が
小さいため、安定状態でインピーダンス整合させ
た場合でも、初期状態での電力注入が容易であ
り、また、放電々力がランプ管壁に偏つているな
どのために、最大出力到達までの時間が短くなる
という特徴がある。
第１図は、このような先行技術に係るマイクロ
波放電光源装置の構成を示す縦断面図で、１はマ
グネトロン、２はマグネトロンアンテナ、３は導
波管、４は内壁の形状を回転対称形に構成された
マイクロ波空胴、５は空胴４と導波管３の接合部
に設けられたマイクロ波給電口、６は球形に形成
された放電灯、７はマグネトロン１および放電灯
６を冷却するためのフアン、８は導波管３の一部
に設けられた通気口、９は空胴４の前面を覆うメ
ツシユ板、１０はマグネトロン１、導波管３、空
胴４等を覆う箱体、１１は放電灯６を支持する支
持棒である。
波放電光源装置の構成を示す縦断面図で、１はマ
グネトロン、２はマグネトロンアンテナ、３は導
波管、４は内壁の形状を回転対称形に構成された
マイクロ波空胴、５は空胴４と導波管３の接合部
に設けられたマイクロ波給電口、６は球形に形成
された放電灯、７はマグネトロン１および放電灯
６を冷却するためのフアン、８は導波管３の一部
に設けられた通気口、９は空胴４の前面を覆うメ
ツシユ板、１０はマグネトロン１、導波管３、空
胴４等を覆う箱体、１１は放電灯６を支持する支
持棒である。
この装置の動作は次のようである。マグネトロ
ン１によつて発生したマイクロ波は、マグネトロ
ンアンテナ２を通じて導波管３中に放射される。
このマイクロ波は、導波管３を伝播し、給電口５
を通して空胴４中に放射され、空胴４中にマイク
ロ波電磁界を形成する。このマイクロ波電磁界に
より、放電灯６中のガスが放電し、放電灯内壁が
熱せられ、管中にある水銀等の金属が蒸発しガス
化されて、放電は金属ガスの放電に移る。この
時、金属の種類に応じた特定の発光スペクトルを
持つ光が発生するので、これを光源として用い
る。このランプ６からの光を有効に利用するため
空胴４の後面を反射板として用い、前面はマイク
ロ波は遮断するが光は透過する金属メツシユ板９
で構成して光を前方のみに放射させる。一方、マ
グネトロン１および放電灯６は動作中冷却する必
要があるため、冷却フアン７によりマグネトロン
１を冷却し、この冷却空気は通気口８、導波管３
および給電口５を経てランプ６を冷却した後メツ
シユ板１０から排気される。
ン１によつて発生したマイクロ波は、マグネトロ
ンアンテナ２を通じて導波管３中に放射される。
このマイクロ波は、導波管３を伝播し、給電口５
を通して空胴４中に放射され、空胴４中にマイク
ロ波電磁界を形成する。このマイクロ波電磁界に
より、放電灯６中のガスが放電し、放電灯内壁が
熱せられ、管中にある水銀等の金属が蒸発しガス
化されて、放電は金属ガスの放電に移る。この
時、金属の種類に応じた特定の発光スペクトルを
持つ光が発生するので、これを光源として用い
る。このランプ６からの光を有効に利用するため
空胴４の後面を反射板として用い、前面はマイク
ロ波は遮断するが光は透過する金属メツシユ板９
で構成して光を前方のみに放射させる。一方、マ
グネトロン１および放電灯６は動作中冷却する必
要があるため、冷却フアン７によりマグネトロン
１を冷却し、この冷却空気は通気口８、導波管３
および給電口５を経てランプ６を冷却した後メツ
シユ板１０から排気される。
この装置において、放電灯６が放電始動すなわ
ち点灯してから、金属ガスの放電に移り、安定な
放電状態になるまでの時間（安定時間という）
は、金属の蒸発速度に依存する。金属の蒸発速度
は放電灯内壁の昇温速度により決まり、昇温速度
は、放電エネルギーすなわちマイクロ波エネルギ
ーが大きいほど速い。
ち点灯してから、金属ガスの放電に移り、安定な
放電状態になるまでの時間（安定時間という）
は、金属の蒸発速度に依存する。金属の蒸発速度
は放電灯内壁の昇温速度により決まり、昇温速度
は、放電エネルギーすなわちマイクロ波エネルギ
ーが大きいほど速い。
この発明は、上記のようなマイクロ波放電光源
装置の動作原理と、マグネトロンの動作状態を考
慮してなされたもので、導波管の長さを適当に選
ぶことで、安定時間の短いマイクロ波放電光源装
置を提供するものである。
装置の動作原理と、マグネトロンの動作状態を考
慮してなされたもので、導波管の長さを適当に選
ぶことで、安定時間の短いマイクロ波放電光源装
置を提供するものである。
一般に、マグネトロンの動作は第２図のインピ
ーダンス図上のリーケダイアグラムの例に示すよ
うになる。第２図において、中心からの距離はマ
イクロ波反射系数σを、回転角度は位相を表わし
ている。又、Ａ〜Ｆはマグネトロンの発振出力が
一定の線、すなわち等出力線で、ＡからＦへ移る
にしたがつて出力が下がる。Ｓはマグネトロンの
シンク領域で発振が異状となる。
ーダンス図上のリーケダイアグラムの例に示すよ
うになる。第２図において、中心からの距離はマ
イクロ波反射系数σを、回転角度は位相を表わし
ている。又、Ａ〜Ｆはマグネトロンの発振出力が
一定の線、すなわち等出力線で、ＡからＦへ移る
にしたがつて出力が下がる。Ｓはマグネトロンの
シンク領域で発振が異状となる。
一方、放電灯６が点灯して後の空胴４のインピ
ーダンスの一例を第３図に示す。点灯した直後の
インピーダンスがLA点で示す点で、その後、放
電灯６内の金属が蒸発し放電状態が変化するにし
たがい、空胴４のインピーダンスも変化し、安定
状態で一定となる。安定状態でのインピーダンス
を整合状態すなわちインピーダンス図上中心点に
なるよう空胴の共振周波数、給電口を調整してお
けば、インピーダンスはLA点からL1を通つて中
心点に落ち着く。ところで、マグネトロン出力は
前述のようにシンク側で大きい。そこで、マグネ
トロンアンテナさら見た負荷インピーダンス（こ
こでは空胴インピーダンス）がシンク側になるよ
うにすればより大きなマイクロ波を取り出せるこ
とになる。空胴に導波管を接続すれば、接続した
導波管の端から見たインピーダンスは、元の空胴
インピーダンスをインピーダンス図上で中心点を
中心に導波管の長さに相当する角度だけ回転させ
たものとなる。よつて第３図のL1線を回転して、
第２図のシンク側に相当する位置にするために
は、例えば0.25λg（λgは導波管の管内波長）だけ
回転させてL2線にすればよい。
ーダンスの一例を第３図に示す。点灯した直後の
インピーダンスがLA点で示す点で、その後、放
電灯６内の金属が蒸発し放電状態が変化するにし
たがい、空胴４のインピーダンスも変化し、安定
状態で一定となる。安定状態でのインピーダンス
を整合状態すなわちインピーダンス図上中心点に
なるよう空胴の共振周波数、給電口を調整してお
けば、インピーダンスはLA点からL1を通つて中
心点に落ち着く。ところで、マグネトロン出力は
前述のようにシンク側で大きい。そこで、マグネ
トロンアンテナさら見た負荷インピーダンス（こ
こでは空胴インピーダンス）がシンク側になるよ
うにすればより大きなマイクロ波を取り出せるこ
とになる。空胴に導波管を接続すれば、接続した
導波管の端から見たインピーダンスは、元の空胴
インピーダンスをインピーダンス図上で中心点を
中心に導波管の長さに相当する角度だけ回転させ
たものとなる。よつて第３図のL1線を回転して、
第２図のシンク側に相当する位置にするために
は、例えば0.25λg（λgは導波管の管内波長）だけ
回転させてL2線にすればよい。
そこで、接続する導波管の長さは0.25λgとすれ
ばよいが、インピーダンス図上では何回転しても
同じ位置になるため、さらにｎ×0.5λg（ｎは整
数）の長さを加えても同様になる。このようにし
て、この例では空胴とマグネトロンの間の導波管
の長さをｎ×0.5λg＋0.25λgにすればマグネトロ
ンに対する負荷インピーダンスはL2線のように
変化し、マグネトロン出力は第２図のようにＡ〜
Ｂとなつてより多くの出力を取り出せる。したが
つて、安定時間が短くなる。
ばよいが、インピーダンス図上では何回転しても
同じ位置になるため、さらにｎ×0.5λg（ｎは整
数）の長さを加えても同様になる。このようにし
て、この例では空胴とマグネトロンの間の導波管
の長さをｎ×0.5λg＋0.25λgにすればマグネトロ
ンに対する負荷インピーダンスはL2線のように
変化し、マグネトロン出力は第２図のようにＡ〜
Ｂとなつてより多くの出力を取り出せる。したが
つて、安定時間が短くなる。
以上の例では空胴インピーダンスがLA点から
L1を移動するものについて説明したが、空胴の
形状、放電灯の位置、放電灯の内容物等で空胴イ
ンピーダンスは変わるが、それぞれに応じて導波
管の長さを適当に選ぶことにより、放電の安定状
態になる途中、マグネトロン出力が多くなるイン
ピーダンスにでき、安定時間を短くできる。一般
に、マグネトロンの出力が大きいのは、動作点が
シンク側の４分の１管内波長位相巾内に位置する
場合であり、導波管の長さもこの条件で決定でき
る。
L1を移動するものについて説明したが、空胴の
形状、放電灯の位置、放電灯の内容物等で空胴イ
ンピーダンスは変わるが、それぞれに応じて導波
管の長さを適当に選ぶことにより、放電の安定状
態になる途中、マグネトロン出力が多くなるイン
ピーダンスにでき、安定時間を短くできる。一般
に、マグネトロンの出力が大きいのは、動作点が
シンク側の４分の１管内波長位相巾内に位置する
場合であり、導波管の長さもこの条件で決定でき
る。
以上のように、この発明のマイクロ波放電光源
装置では、導波管の長さを、放電灯が点灯した直
後に、マグネトロンの動作点がシンク域を中心に
した４分の１管内波長位相巾内に入る長さに構成
したのでマグネトロンの出力を大きくでき、安定
時間を短くできる。
装置では、導波管の長さを、放電灯が点灯した直
後に、マグネトロンの動作点がシンク域を中心に
した４分の１管内波長位相巾内に入る長さに構成
したのでマグネトロンの出力を大きくでき、安定
時間を短くできる。
第１図は先行発明によるマイクロ波放電光源装
置の構成を示す縦断面図、第２図はマグネトロン
のリーケダイアグラムの一例を示す図、第３図は
空胴のインピーダンスの移動を示す図である。 図において、１はマグネトロン、３は導波管、
４は空胴共振器、５は給電口、６は放電灯であ
る。なお図中、同一符号はそれぞれ同一部分を示
す。
置の構成を示す縦断面図、第２図はマグネトロン
のリーケダイアグラムの一例を示す図、第３図は
空胴のインピーダンスの移動を示す図である。 図において、１はマグネトロン、３は導波管、
４は空胴共振器、５は給電口、６は放電灯であ
る。なお図中、同一符号はそれぞれ同一部分を示
す。
Claims (1)
- １ マグネトロン、このマグネトロンにより発振
されたマイクロ波を導く導波管、この導波管に給
電口を通じて接続され、一面にマイクロ波を遮断
し光を透過する部材を有するマイクロ波空胴共振
器、この共振器内に配設された無電極放電灯から
なるマイクロ波放電光源装置において、上記導波
管の長さを、上記無電極放電灯が点灯した直後に
シンク域を中心にした４分の１管内波長位相巾内
にマグネトロンの動作点が入る長さに構成したこ
とを特徴とするマイクロ波放電光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13017880A JPS5755096A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13017880A JPS5755096A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5755096A JPS5755096A (en) | 1982-04-01 |
| JPS631720B2 true JPS631720B2 (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=15027909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13017880A Granted JPS5755096A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Microwave discharge light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5755096A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4847654B2 (ja) * | 2001-09-07 | 2011-12-28 | 理研計器株式会社 | ガス検知装置およびガス検知システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054172A (ja) * | 1973-08-22 | 1975-05-13 | ||
| JPS5482876A (en) * | 1977-12-15 | 1979-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Fluorescent lamp without electrode |
-
1980
- 1980-09-19 JP JP13017880A patent/JPS5755096A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054172A (ja) * | 1973-08-22 | 1975-05-13 | ||
| JPS5482876A (en) * | 1977-12-15 | 1979-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Fluorescent lamp without electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5755096A (en) | 1982-04-01 |
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