專利名稱：用于啟動不易啟動的無電極燈的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不易啟動的無電極燈，例如高壓無電極燈和/或包括負(fù)電性填充物的燈的啟動。
無電極燈一般由微波或R.F源驅(qū)動。這種燈的某些應(yīng)用包括紫外線固化處理、半導(dǎo)體工藝處理、照明和投射。
由于無電極燈不包含電極，所以與有電極的燈相比這類燈一般難以啟動。原因之一是在有電極的燈中圍繞電極的強(qiáng)電場能夠容易地提供需要的電離作用，以啟動有電極的燈。顯然，無電極燈不具有輔助啟動的那種電極的好處。
此外，存在一類特別不易啟動的無電極燈。該類別燈包括這樣的燈，即該燈泡填充物在室溫下呈現(xiàn)高氣壓，包括至少一個大氣壓的壓力，和/或填充物包括負(fù)電性物質(zhì)。為了啟動這種燈，施加的電場必須使填充物出現(xiàn)電離。但是，如果填充物處于高壓，那么填充物的電離就不象包圍燈泡的空氣那樣容易電離。因此，包圍的空氣首先被擊穿，導(dǎo)致與燈泡的短路，并且整個電場將不再施加在填充物上。
由于填充物的電離需要存在自由電子，所以包含負(fù)電性材料的填充物不易啟動。但是，負(fù)電性材料起這種自由電子的吸收劑的作用，因此使電離困難。處于高氣壓和包含負(fù)電性材料的這些填充物特別不易啟動。
在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了改善燈啟動的各種方法，但一般來說，這些方法未涉及本發(fā)明所涉及的那些不易啟動的燈。例如，PCT申請No.WO93/21655，在該申請中的硫或硒燈披露了附加例如銫之類的物質(zhì)來改善啟動。但是，在該P(yáng)CT申請中，未使用這種物質(zhì)啟動本發(fā)明所涉及的這種類別的燈。
本發(fā)明提供一種解決方案，在該方案中按特定的方式啟動不易啟動的填充物。本發(fā)明一般可用于不易啟動的填充物，特別適用于啟動形成高壓激發(fā)物(excimer)的填充物。
按照本發(fā)明的方案，提供啟動無電極燈的方法，其中該無電極燈配有包括外殼和填充物的燈泡，將場致發(fā)射源設(shè)置在外殼內(nèi)部的指定區(qū)域，將足以由場致發(fā)射源引起場致發(fā)射的電場施加在外殼指定區(qū)域，使足以維持放電的微波或R.F.能量與填充物耦合。
通過參照附圖將更好地理解本發(fā)明，其中

圖1示意性表示本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖3是圖2所示實(shí)施例的正視圖。
圖4是圖2所示實(shí)施例的俯視圖。
圖5表示在伸長位置的電極。
圖6表示在縮回位置的電極。
圖7是從燈泡延伸的側(cè)臂詳圖。
圖8A和圖8B是電極端部的詳圖。
圖9是反射器的平面圖。
圖10是微波燈的局部圖。
圖11是XeCl激發(fā)物燈的光譜曲線圖。
圖12是汞基(mercury based)燈的光譜曲線圖。
參照圖1，在實(shí)施例中所述的無電極燈2由來自微波源15的微波能量驅(qū)動。外殼4包含形成放電的填充物，并位于示意性表示的微波罩6中。在優(yōu)選實(shí)施例中，罩6是對來自填充物的輻射透明但反射基本全部微波能量的微波容器、或帶有反射器的腔室和網(wǎng)狀物。
除微波能量外，一般還要施加輔助能量來啟動燈。例如，照射填充物的小型紫外線燈可用于該目的。在更不易啟動的燈中，已知可用由R.F.能量驅(qū)動的輔助電極。但是，即使使用這樣的輔助源，仍存在一類難以啟動的燈。該類別中的兩個實(shí)例是帶有較高壓力填充物的無電極燈，和/或帶有包括負(fù)電性物質(zhì)的填充物的那些燈。
在圖1的實(shí)施例中，說明了這樣的啟動系統(tǒng)，該啟動系統(tǒng)由共同工作以對本發(fā)明所涉及的這種類別的燈提供有效啟動的組合的元素構(gòu)成。在外殼中包括場致發(fā)射源，例如帶有正離子的化合物或選自銫、鉀、銣和鈉的組中的元素，并且還提供確保場致發(fā)射源處于外殼指定區(qū)域的裝置。
提供啟動電極，用于在外殼指定區(qū)域提供足夠大的高電場，以由場致發(fā)射源產(chǎn)生場致發(fā)射，從而產(chǎn)生足夠多的自由電子，開始燈的啟動過程。
這里使用的“場致發(fā)射源”是具有較低表面勢壘的物質(zhì)，當(dāng)施加足夠大的電場時，該物質(zhì)可以因場致發(fā)射而釋放電子。把場致發(fā)射定義為在強(qiáng)靜電場(＞0.3V/埃)下將來自凝聚相表面的電子發(fā)射給另一相。在該現(xiàn)象中包括電子通過表面的變形勢壘的隧道效應(yīng)。因此，場致發(fā)射從根本上不同于在真空器件、熱離子發(fā)射和光電子發(fā)射中電子釋放的更標(biāo)準(zhǔn)形式；在這兩種技術(shù)中，僅發(fā)射具有超過表面勢壘的足夠能量的電子。
盡管在上述PCT申請No.93/21655中披露了把包含銫的物質(zhì)附加在填充物中，但這些物質(zhì)并沒有用作場致發(fā)射源。這些物質(zhì)也未被局限于燈泡的指定區(qū)域，施加的電場也不足以產(chǎn)生場致發(fā)射，即導(dǎo)致產(chǎn)生大量自由電子的過程。
再次參照圖1，設(shè)有伸過微波腔壁開口的探頭10，使探頭10的端部12接近外殼4。在優(yōu)選實(shí)施例中，端部12實(shí)際上接觸外殼壁，以便防止在存在氣隙時出現(xiàn)的電弧。
在啟動時將來自R.F.振蕩器14的一串R.F.脈沖提供給探頭。由絕緣裝置包圍探頭，以防止在探頭和微波腔壁和/或燈泡之間產(chǎn)生電弧。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣裝置包括稱為側(cè)臂36的石英厚壁毛細(xì)管、包含在環(huán)形絕緣套筒21中的例如六氟化硫(SF6)之類的絕緣氣體20。
場致發(fā)射源13設(shè)置于外殼內(nèi)部，處于探頭之下稱為隔板(bulkhead)的區(qū)域。通過將該物質(zhì)放入填充物中，加熱外殼至足以引起該物質(zhì)分解或升華，然后優(yōu)選地通過冷卻，使材料在隔板區(qū)冷凝，從而使該物質(zhì)最初設(shè)置在該區(qū)域?？梢栽趯襞莘湃霟糁巴瓿蛇@些處理。由探頭施加的電場足夠大，以由物質(zhì)13引起電子場致發(fā)射。電子與來自探頭的電場和微波場共同啟動燈。在優(yōu)選實(shí)施例中，與微波場的峰值同步施加R.F.脈沖。
在燈啟動后，撤除探頭的R.F.源。然后，使探頭從燈殼和腔內(nèi)部縮回，以防止擊穿和干擾腔中的微波場。為了完成這種處理，光電檢測器24檢測由燈發(fā)射出的光，在對信號進(jìn)行處理后，將信號饋送給包括用于縮回探頭的縮回裝置的激勵器26。
在燈已用于其指定的用途后，將通過撤除微波源關(guān)閉燈。在關(guān)閉燈時，必須確保場致發(fā)射源處于隔板區(qū)，以便當(dāng)燈再次啟動時，它能夠處于施加啟動電場的該區(qū)域中。這可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即將隔板布置在外殼的最冷區(qū)域，從而促使場致發(fā)射源在該區(qū)域冷凝，或利用重力，即將隔板布置在外殼的最低區(qū)域。
應(yīng)該指出，可以使用上述說明之外的其它物質(zhì)作為場致發(fā)射源。例如，利用包括尤其是簡單附加到填充物中、化學(xué)汽相淀積和離子注入的方法將碳化硅或碳淀積于外殼內(nèi)部的隔板上。
還應(yīng)該指出，盡管圖1描繪了由微波能量驅(qū)動的無電極燈，但本發(fā)明也可用于由R.F.能量驅(qū)動的無電極燈。此外，盡管顯示了直線型燈殼，但還可使用多種形狀的燈殼。
參照圖2和圖3，描繪帶有由金屬反射器30和金屬屏32構(gòu)成的腔的微波燈，該腔反射大部分微波，但對紫外線輻射基本上透明。燈泡34被固定在腔中，其內(nèi)有上述不易啟動的填充物。
如圖1所示，將場致發(fā)射源固定在外殼內(nèi)部的隔板區(qū)。隔板區(qū)有從該處延伸的側(cè)臂36，圖7中更清楚地進(jìn)行了顯示。可以用石英制成外殼和側(cè)臂。包圍側(cè)臂并與其同心的是包含絕緣氣體的靜止環(huán)形套筒38。在優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣氣體是六氟化硫(SF6)。
電極或探頭40在靜止側(cè)臂/絕緣氣體管結(jié)構(gòu)中移動。當(dāng)處于燈啟動模式時，探頭處于延長的位置，其端部接觸燈泡。在某些實(shí)施例中，可以僅需要使電極處于燈泡附近，但是，對于施加強(qiáng)啟動電場的更苛刻的啟動應(yīng)用來說，就需要進(jìn)行可靠的接觸。
圖5中更清楚地表示了電極的延長位置，而圖6中則表示其縮回位置。在縮回位置，電極端部大約與腔壁齊平。由于電極起天線作用，并將中斷微波源與燈泡的適當(dāng)耦合，所以期望盡可能從由腔壁界定的空間中去除電極。
由氣缸42移動電極。這屬于在一個方向上施加壓力使電極插入，而在相反的方向上使電極縮回的類型。該氣缸通過裝配加載彈簧的伸縮接點(diǎn)44起作用，設(shè)置該接點(diǎn)44，以便以最小的壓力在燈泡上提供可靠的探頭接觸。由絕緣材料制成的圓柱形部件46與電極連接，并轉(zhuǎn)換從其上的氣缸開始的移動。絕緣葉片48可由復(fù)合材料例如G-10制成。
在工作期間，由來自空氣噴嘴64的冷卻空氣在整個時間內(nèi)都冷卻隔板區(qū)。此外，電極40是空心的，并在啟動期間通過它饋送冷卻隔板和側(cè)臂的冷卻流體例如壓縮空氣。在圖8A和圖8B中更詳細(xì)地表示了該電極，其中虛線表示內(nèi)壁。該電極在端部有開口50，在靠近探頭端部的側(cè)壁上有多個開口52，當(dāng)該端部接觸燈泡外殼時，這些開口使空氣能夠逸出。通過空心電板饋送空氣的另一優(yōu)點(diǎn)在于，通過迅速從該區(qū)域消除電離產(chǎn)生物，使電暈放電導(dǎo)致的電極損壞最小。它還具有允許電極由較低難熔性的材料例如不銹鋼構(gòu)成的優(yōu)點(diǎn)。
設(shè)置配件54，用作壓縮空氣進(jìn)入電極的空氣入口。在該配件背面的區(qū)域56是對電極施加高壓的接觸點(diǎn)。
因此，在器件的工作中，為了啟動燈，激活汽缸42從而通過加載彈簧的接點(diǎn)44移動附著于電極的絕緣部件42。在從探頭上撤除電壓之后，沿相反的方向再激活汽缸42，使電極縮回。由絕緣系統(tǒng)包圍電極，以防止在電極和微波腔壁之間產(chǎn)生電弧。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，將厚壁石英管(側(cè)臂)36與燈泡外壁對焊。該管36不僅作為絕緣系統(tǒng)的第一層，而且還提供給電極可靠的機(jī)械對準(zhǔn)和長的徑跡長度(creep pathlength)。環(huán)形套筒21固定在側(cè)臂36上。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，用絕緣氣體例如六氟化硫(SF6)填充套筒。絕緣介質(zhì)也可以是固體，例如陶瓷(氧化鋁)、聚合體(PTFE)、聚合液體例如FomblinTM或KrytoxTM、液體(超純蒸餾水)、或淬冷氣體例如氯氣或一氧化碳。在另一實(shí)施例中，為了提供絕緣，可以將整個裝置浸漬在UV透明的高介電強(qiáng)度的液體中。電極10、側(cè)臂36和套筒21同軸對準(zhǔn)，穿入微波腔2。在穿入點(diǎn)，成形腔邊緣，使邊緣半徑足夠大，以降低穿入點(diǎn)的電場強(qiáng)度。這可防止損壞套筒的電暈放電。燈的主冷卻空氣和局部的外部冷卻噴嘴64幫助去除在對焊附近的電離產(chǎn)生物。這可防止在對焊區(qū)域和腔壁之間形成的潛在的危險電弧。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員周知其細(xì)節(jié)的R.F.電源供給約300瓦100KV、頻率為2至3Mhz的脈沖。參照圖2和圖3，該電源使用由高電壓等離子體開關(guān)器件構(gòu)成的“氣隙(gap)”58。簡單地說，通過變壓器增大線電壓，并施加在依次供給“氣隙”的充電電容器60上?！皻庀丁钡妮敵龉┙o自耦變壓器62的頭幾匝，其輸出供給電極。元件65是調(diào)諧電容器。在隔板區(qū)提供的電場有約50百萬伏/米的強(qiáng)度。
必須有在燈工作期間確保場致發(fā)射源保持在隔板區(qū)內(nèi)的機(jī)構(gòu)，或者，如果場致發(fā)射源遷移，那么必須有在下次啟動前確保場致發(fā)射源返回到隔板區(qū)內(nèi)的結(jié)構(gòu)。為此，通過空心電極將冷卻空氣供給隔板區(qū)?？墒褂萌我獾臏u流冷卻裝置，在啟動和工作期間將冷卻空氣提供給隔板區(qū)。圖2中示出由渦流冷卻裝置饋送的空氣噴嘴64，可以看出，它大體上瞄準(zhǔn)隔板區(qū)。圖3中所示的渦流冷卻裝置66是在入口68送入空氣、從出口70排出熱空氣和從出口72排出冷空氣的裝置。出口72通過導(dǎo)管(未示出)與噴嘴64連接。
在燈工作期間如果場致發(fā)射源從隔板區(qū)遷移，那么必須設(shè)置其返回路徑。按照本發(fā)明的方案，在燈關(guān)閉之前，將熱脈沖施加在填充物上。通過增加物質(zhì)的遷移率，熱脈沖引起用作場致發(fā)射源的足夠量的物質(zhì)被輸送回隔板區(qū)。然后，由于隔板已被設(shè)計在外殼的最冷部分，所以物質(zhì)將在隔板上冷凝。
按照優(yōu)選實(shí)施例，通過瞬間中斷對燈泡的主冷卻來施加熱脈沖。當(dāng)關(guān)閉燈時(備用模式)，將冷卻空氣瞬間節(jié)流預(yù)定的時間周期，例如小于五秒。在此期間，接通微波源，但在該時間的末端就關(guān)閉，并使主冷卻重新供給燈泡(只要燈保持在備用模式)。
參照圖9，描述反射器30的配置。由兩個磁控管驅(qū)動所述特定燈，在每個端部固定其中一個磁控管，因而反射器在其相應(yīng)的端部有耦合槽80和82。所示的通孔100用于供給冷卻空氣，同時通過開口102饋送環(huán)形套筒38。
圖10中表示一個磁控管外殼83的側(cè)視圖。設(shè)有冷卻孔85，用于使冷卻空氣進(jìn)入波導(dǎo)，冷卻空氣通過耦合槽進(jìn)入腔以冷卻燈泡。通過圓形開口90將空氣灌入輻射的頂部。氣動控制閥門92將停止用于熱脈沖的空氣流。由激勵氣動觸發(fā)器94產(chǎn)生熱脈沖，熱脈沖向上移動導(dǎo)致閥門92向上移動以關(guān)閉開口90。當(dāng)閥門92打開時，空氣穿過充氣室，然后強(qiáng)制通過磁控管。在空氣從磁控管出來之后，通過波導(dǎo)鑄件上的孔85和反射器上的通孔進(jìn)入微波腔。通過屏將空氣排出系統(tǒng)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，外殼中的填充物是由氙和氯構(gòu)成的形成激發(fā)物的填充物。在由本發(fā)明成功啟動的特定實(shí)例中，在室溫下填充物包括約1530乇的氙和約70乇的氯。這是不易啟動的填充物，該填充物處于高氣壓狀態(tài)并包含負(fù)電性物質(zhì)。過量鹵素(超過化學(xué)當(dāng)量)的優(yōu)點(diǎn)在于，可抑制燈絲放電并還提供較短波長的額外能量。
在優(yōu)選實(shí)施例中，場致發(fā)射源包含銫，并且是氯化銫(CsCl)化合物。在特定實(shí)例中，可配置約5至200mg的CsCl。
由于用氯化氙產(chǎn)生激發(fā)物輻射，并且氯化銫不明顯地影響激發(fā)物輻射的光譜，所以選擇的銫的特定鹽是氯化物。一般來說，期望這樣選擇場致發(fā)射源，使其不會對光譜產(chǎn)生影響。這可以通過選擇帶有足夠高熔點(diǎn)即在燈泡壁的正常工作溫度下不會明顯蒸發(fā)或流動以及不與任何其他燈泡成分反應(yīng)的場致發(fā)射源來實(shí)現(xiàn)，或通過選擇其發(fā)射譜線遠(yuǎn)離重要的特定區(qū)域或物質(zhì)被完全電離的場致發(fā)射源來實(shí)現(xiàn)。還可這樣選擇化合物，使其熔點(diǎn)足夠低，從而通過熱脈沖或其它熱產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在燈關(guān)閉時能夠蒸發(fā)足以保證點(diǎn)火的數(shù)量，以便使該化合物可以返回到隔板。一般來說，按照上述標(biāo)準(zhǔn)，在一般情況下選擇化合物可考慮本發(fā)明的方案。
在特定實(shí)例中，將5800瓦的微波源與包含如上所述的氙、氯和CsCl的燈泡耦合，該燈泡長10英寸，內(nèi)徑為15mm。圖12中表示獲得的光譜。
圖1至圖11的結(jié)構(gòu)可廣泛用于具有各種不易啟動填充物的燈。這些燈包括尤其是各種高壓稀有氣體/鹵素、僅含鹵素、僅含稀有氣體的激發(fā)物(例如，參見本文引證的U.S.專利No.5504391)、金屬/稀有氣體激發(fā)物、氙化鉈激發(fā)物、汞化鉈激發(fā)物和包括各種分子發(fā)射體的燈。在某些類型的燈中，提供強(qiáng)啟動電場的已公開的結(jié)構(gòu)在未附加場致發(fā)射源的情況下就足以啟動燈。
劃入后一類型的燈是帶有高壓稀有氣體填充物的汞基紫外線燈，它還可以包括金屬鹵化物。汞基紫外線燈一般包含幾百乇或更低數(shù)量級的低壓稀有氣體填充物。通過顯著增加稀有氣體壓力，例如在室溫下達(dá)到約大于一個大氣壓，可以獲得明顯更大的光輸出。圖2至圖9中所示的啟動電極和有關(guān)結(jié)構(gòu)可用于產(chǎn)生上述強(qiáng)啟動電場。
圖13表示在室溫下具有約100至200乇氬氣壓力的標(biāo)準(zhǔn)汞基燈輸出(實(shí)線A)與在室溫下具有約1900乇氙氣壓力的按本發(fā)明進(jìn)行啟動的燈輸出(虛線B)的比較。可以明顯看出，第二種燈的輸出明顯大于第一種燈的輸出。
因此，披露了按照本發(fā)明的改進(jìn)的燈。盡管結(jié)合優(yōu)選和示例性的實(shí)施例論述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，仍可作出各種變更，因此應(yīng)該指出，本發(fā)明由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1．一種啟動無電極燈的方法，包括以下步驟設(shè)置燈泡，該燈泡由外殼和在所述外殼中的形成放電的填充物構(gòu)成；使場致發(fā)射源設(shè)置在所述外殼內(nèi)表面的指定區(qū)域上；在所述外殼的所述指定區(qū)域上施加電場，該電場足以使所述場致發(fā)射源產(chǎn)生場致發(fā)射；和將足以維持放電的微波或R.F.能量與所述填充物耦合。
2．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過使所述外殼的所述指定區(qū)域冷卻，使所述場致發(fā)射源設(shè)置在所述外殼的所述指定區(qū)域上。
3．如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，通過撤除所述微波或R.F.能量關(guān)閉所述燈，還包括在撤除能量之前將熱脈沖施加給所述填充物的步驟。
4．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述填充物在室溫下按至少一個大氣壓的壓力存在于所述外殼中。
5．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述場致發(fā)射源包括正離子或選自銫、鈉、鉀和銣的組中的元素。
6．如權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述場致發(fā)射源包括銫。
7．一種無電極燈，包括含有填充物的外殼；啟動電極，當(dāng)燈啟動時該電極接近所述外殼的指定區(qū)域；激勵電源裝置，將足以維持放電的微波或R.F.能量與所述填充物耦合；包含在所述外殼內(nèi)以利于啟動燈的物質(zhì)，該物質(zhì)包括選自銫、鈉、鉀和銣的組中的元素；確保在撤除微波或R.F.功率時所述物質(zhì)存在于外殼的所述指定區(qū)域的裝置；對用于啟動燈的所述電極供電的裝置，該裝置將電場施加給所述物質(zhì)；和在燈啟動后從所述電極撤除供電的裝置。
8．如權(quán)利要求7的燈，其特征在于，所述物質(zhì)是場致發(fā)射源，用于供電的所述裝置產(chǎn)生足以使所述物質(zhì)出現(xiàn)場致發(fā)射的電場。
9．如權(quán)利要求7或8的燈，其特征在于，所述啟動電極可在啟動電極接近所述外殼的所述指定區(qū)域的啟動模式和所述啟動電極未在所述外殼的所述指定區(qū)域附近的燈工作模式之間切換。
10．如權(quán)利要求9的燈，其特征在于，用于確保所述物質(zhì)處于所述外殼的所述指定區(qū)域的所述裝置包括使所述外殼的所述指定區(qū)域冷卻的裝置。
11．如權(quán)利要求10的燈，其特征在于，用于確保所述物質(zhì)處于所述外殼的所述指定區(qū)域的所述裝置包括將熱脈沖施加給所述填充物的裝置。
12．如權(quán)利要求7的燈，其特征在于，當(dāng)處于燈啟動模式時，所述電極接觸所述外殼。
13．如權(quán)利要求7的燈，其特征在于，還包括其介電強(qiáng)度大于包圍所述電極的空氣的介電強(qiáng)度的介質(zhì)裝置。
14．如權(quán)利要求13的燈，其特征在于，所述質(zhì)電裝置包括包含在環(huán)形套筒中的絕緣氣體。
15．如權(quán)利要求14的燈，其特征在于，所述電極是空心的，還包括將冷卻液供給所述空心電極的裝置。
16．如權(quán)利要求7或8的燈，其特征在于，在室溫下所述填充物的壓力至少為一個大氣壓。
17．如權(quán)利要求7或8的燈，其特征在于，所述填充物是形成激發(fā)物的填充物。
18．一種激發(fā)物燈，包括包括形成激發(fā)物的填充物的無電極外殼；外部啟動電極，可在該電極接近所述外殼的指定區(qū)域的燈啟動模式和未接近所述外殼的指定區(qū)域的燈工作模式之間切換；激勵電源裝置，將足以維持放電的微波或R.F.能量與所述填充物耦合；包含在外殼內(nèi)以利于啟動燈的物質(zhì)，所述物質(zhì)包括選自銫、鈉、鉀和銣的組中的元素；確保在撤除微波或R.F.能量時所述物質(zhì)存在于外殼的所述指定區(qū)域的裝置；和當(dāng)處于所述燈啟動模式時，對所述電極供電的裝置，該裝置將電場施加給所述物質(zhì)。
19．如權(quán)利要求18的燈，其特征在于，所述物質(zhì)是場致發(fā)射源，用于供電的所述裝置產(chǎn)生足以使所述物質(zhì)出現(xiàn)場致發(fā)射的電場。
20．如權(quán)利要求19的燈，其特征在于，所述物質(zhì)不明顯影響由燈發(fā)射的輻射的放電光譜。
21．如權(quán)利要求20的燈，其特征在于，所述物質(zhì)包括銫。
22．如權(quán)利要求20的燈，其特征在于，所述形成激發(fā)物的填充物包括特定的鹵素，所述物質(zhì)是包括選自銫、鈉、鉀和銣的組中的元素以及所述特定鹵素的化合物。
23．如權(quán)利要求22的燈，其特征在于，所述形成激發(fā)物的填充物以氙和氯為基礎(chǔ)，所述物質(zhì)為氯化銫形式。
24．如權(quán)利要求18或19的燈，其特征在于，還包括包圍所述電極的絕緣氣體，所述電極是空心的，供給所述空心電極的冷卻液朝向所述外殼的所述指定區(qū)域。
25．如權(quán)利要求18或19的燈，其特征在于，由微波能量激發(fā)所述填充物。
26．如權(quán)利要求25的燈，其特征在于，還包括帶有開口的微波腔，當(dāng)處于燈工作模式時所述電極通過所述開口縮回。
27．如權(quán)利要求18或19的燈，其特征在于，填充物的壓力在室溫下至少為一個大氣壓。
28．一種微波驅(qū)動的無電極燈，包括微波腔；在所述腔中配置的外殼，該外殼包括形成放電的填充物；將微波能量耦合給所述腔的裝置；可從與外殼接觸的位置移動至離開所述外殼位置的金屬探頭；當(dāng)探頭與所述外殼接觸時對所述探頭供電的裝置；在燈啟動后使探頭縮回到離開外殼位置的裝置；和介質(zhì)裝置，具有其介電強(qiáng)度大于設(shè)置于所述探頭和所述腔之間的空氣的介電強(qiáng)度，用于防止在其之間產(chǎn)生電弧。
29．如權(quán)利要求28的燈，其特征在于，所述介質(zhì)裝置包括包圍所述探頭的絕緣氣體。
30．如權(quán)利要求29的燈，其特征在于，所述介質(zhì)裝置還包括介質(zhì)側(cè)臂，該側(cè)臂附著在所述外殼上，該側(cè)臂包圍所述探頭，所述絕緣氣體被封閉在包圍所述側(cè)臂的環(huán)形絕緣套筒中。
31．如權(quán)利要求30的燈，其特征在于，由界定一個空間的外殼限定所述微波腔，所述外殼有開口，可操作用于縮回探頭的所述裝置，使其通過所述開口縮回探頭。
32．如權(quán)利要求31的燈，其特征在于，所述導(dǎo)電探頭是空心的，還包括使冷卻液在壓力下通過空心探頭流向所述外殼的裝置，所述導(dǎo)電探頭在探頭端部附近帶有多個徑向定向的液體流動開口。
33．一種燈泡，包括無電極外殼，該外殼包括形成激發(fā)物的填充物并帶有配置在所述外殼內(nèi)部的場致發(fā)射源。
34．如權(quán)利要求33的燈泡，其特征在于，所述形成激發(fā)物的填充物是氙和氯，所述場致發(fā)射物質(zhì)是氯化銫。
全文摘要
一種無電極燈，包括含有填充物的外殼(4)；啟動電極(10)，當(dāng)燈啟動時它接近于外殼的指定區(qū)域；激勵源裝置(15)，使足以維持放電的微波或RF能量與填充物耦合；包含在外殼內(nèi)的便于啟動燈的物質(zhì)(13)，包括選自銫、鈉、鉀和銣的組中的元素；確保在撤除微波或R.F.能量時使物質(zhì)在外殼的指定區(qū)域存在的裝置；將電源(14)施加給用于啟動燈的電極的裝置，該裝置將電場施加給物質(zhì)；和在燈啟動后從電極撤除電源的裝置。一種啟動無電極燈的方法，包括以下步驟設(shè)置燈泡，該燈泡由外殼和在外殼中的形成放電的填充物構(gòu)成；使場致發(fā)射源設(shè)置在外殼內(nèi)表面的指定區(qū)域上；在外殼的指定區(qū)域上施加電場，該電場足以使場致發(fā)射源產(chǎn)生場致發(fā)射；和將足以維持放電的微波或R.F.能量與填充物耦合。
文檔編號H05B41/24GK1227667SQ97197117
公開日1999年9月1日 申請日期1997年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月14日
發(fā)明者J·D·弗蘭克, C·H·烏德, M·塞基斯 申請人:熔化Uv系統(tǒng)公司