JPH0218560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、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。

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。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。

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、放電電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
という特徴もある。

第１図は、これらの特長を利用した本考案者ら
の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は内壁の反射
面を形成する部分を球面４１に、それにつづく部
分を円筒面４２に形成するとともに光通過面とな
る面を金属メツシユ板４３で覆つた構成としたマ
イクロ波共振空胴、４４は円筒面４２を覆う光無
反射処理層、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、６１は放電灯６の管壁に形成された支
持用の突起、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、１０はマグネトロン１、導波
管３、空胴４等を収容する箱体、１１は突起６１
に嵌合して放電灯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、放電灯の内壁
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。この放電灯６からの光を有効に利用するた
め、空胴４の球面部分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４３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
送風し、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。

第２図は、第１図−から空胴４を、メツシ
ユ板４３および箱体１０を取り去つて見た給電口
５の位置を示す図で、導波管３の位置を破線で示
す。空胴４の内壁の球面部分４１は光の反射面と
して使用するため、アルミニウム等を用いて鏡面
に仕上げている。このように構成された装置で
は、放電灯６が球面部分４１の中心付近に位置し
ていれば、球面での反射光が放電灯６付近に集合
するため、前面へ放射される光は、点光源からの
光に近似したものとなる。しかし、球面部分４１
の一部には給電口５が開口しているため、反射面
とはならずに、この部分に当たる光は導波管３内
へ漏れ、この分だけ前面へ取り出せる光の量が少
なくなる。

この考案は、上記のような無効光の割合を少な
くするためなされたもので、給電口５を、空胴４
の反射面を形成しない部分に設けることで、無効
光の割合の少ないマイクロ波放電光源装置を提供
することを目的としている。

第３図は、この考案の一実施例の構成を示す縦
断面図、第４図は、第３図−より空胴４を、
メツシユ板４３を取り去つて前面より見た図で、
円筒部分４２に給電口５を設けている。給電口５
の位置は、空胴内の電磁界モードと導波管内の電
磁界モードに密接に関係がある。

第５図は、第１図のような、空胴４の後面に導
波管３の端面より給電する構成とした場合に、給
電可能なモードの例を中心軸を含むある断面で見
た図、第６図は、第５図−線から見た断面図
である。図中Ｅは電界を、Ｈは磁界を示し、図の
ように、導波管３のモードと結合し易いモードが
給電可能となる。一方、第３図のような、空胴４
の側面に導波管３の端面より給電した場合に、給
電できるモードの一例を第７図、第８図に示す。
第７図は中心軸を含むある断面で見た図、第８図
は第７図−線よりみた断面図である。第７
図、第８図で示すように、側面より給電する場合
には、後面より給電する場合と異なつたモードを
励振することになる。このため、空胴の寸法は異
なつた寸法になる。

すなわち、側面より給電した場合、給電できる
電磁界モードに対する空胴の寸法を円筒部分４２
の長さを変えて求めれば、反射面である球面４１
の寸法を変えずに、すなわち光に対しては大きな
影響を与えずに空胴の寸法を決定できる。

このようにして、反射面として使用しない側面
に給電口を設けることができ、球面部分４１はす
べて反射面となるため、前面へ取り出せる光の量
を多くできる。

以上のように、この考案のマイクロ波放電光源
装置によれば、空胴を光反射面を構成する球面部
分とこれにつづく光無反射処理が施されている円
筒部分とこの円筒部分の開口部を覆う金属メツシ
ユ板とで構成し、上記無電極放電灯を上記球面部
分の中心に配設するとともに上記円筒部分に上記
導波管の給電口を設けたので、前面へ取り出せる
光の量を多くでき、しかも均一性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマイクロ波放電光源装置の構成
を示す縦断面図、第２図は第１図−線より空
胴を見た図、第３図はこの考案の一実施例を示す
縦断面図、第４図は第３図−線より空胴を見
た図、第５図および第６図は従来のマイクロ波放
電光源装置の空胴内電磁界の一例を示す図、第７
図および第８図はこの考案のマイクロ波放電光源
装置の空胴内電磁界の一例を示す図である。 図において１はマグネトロン、３は導波管、４
はマイクロ波共振空胴、４１は球面部分、４２は
円筒部分、４３はメツシユ板、４４は無反射処理
層、５は給電口、６は無電極放電灯、６１は支持
用突起、１１は支持棒である。なお、図中同一符
号はそれぞれ同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マイクロ波発振器から導波管で球形の無電極放
   電灯を収容せる空胴内にマイクロ波を導入し、上
   記空胴の一面を形成せる金属メツシユ板をとおし
   て光を放射させるように構成したものにおいて、
   上記空胴を光反射面を構成する球面部分とこれに
   つづく光無反射処理が施されている円筒部分とこ
   の円筒部分の開口部を覆う金属メツシユ板とで構
   成し、上記無電極放電灯を上記球面部分の中心に
   配設するとともに上記円筒部分に上記導波管の給
   電口を設けた構成としたことを特徴とするマイク
   ロ波放電光源装置。