JPH07183008A - マイクロ波放電光源装置 - Google Patents
マイクロ波放電光源装置Info
- Publication number
- JPH07183008A JPH07183008A JP32658493A JP32658493A JPH07183008A JP H07183008 A JPH07183008 A JP H07183008A JP 32658493 A JP32658493 A JP 32658493A JP 32658493 A JP32658493 A JP 32658493A JP H07183008 A JPH07183008 A JP H07183008A
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- JP
- Japan
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- microwave
- magnetic field
- resonant cavity
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明はランプ容器から出力される光の強
度を増大させることができるようにしたマイクロ波放電
光源装置を提供することにある。 【構成】 マイクロ波を発振するマイクロ波発振器１
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管２と、この導波管に給電口４を通じて接続され
たマイクロ波共振空洞体３と、このマイクロ波共振空洞
体内に設けられその内部に上記マイクロ波によって励起
されて放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容
器６と、このランプ容器に磁場を印加する永久磁石７と
を具備したことを特徴とする。
度を増大させることができるようにしたマイクロ波放電
光源装置を提供することにある。 【構成】 マイクロ波を発振するマイクロ波発振器１
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管２と、この導波管に給電口４を通じて接続され
たマイクロ波共振空洞体３と、このマイクロ波共振空洞
体内に設けられその内部に上記マイクロ波によって励起
されて放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容
器６と、このランプ容器に磁場を印加する永久磁石７と
を具備したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はランプ容器内の放電発
光物質をマイクロ波によって励起して発光させるマイク
ロ波放電光源装置に関する。
光物質をマイクロ波によって励起して発光させるマイク
ロ波放電光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、紫外線を発生する光源装置とし
て、従来からの直流放電励起水銀ランプに代わり、マイ
クロ波放電光源装置が実用化されつつある。マイクロ波
放電光源装置は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振
器を有する。この発振器から発振されたマイクロ波は導
波管から給電口を通じてマイクロ波共振空洞体内に導か
れる。
て、従来からの直流放電励起水銀ランプに代わり、マイ
クロ波放電光源装置が実用化されつつある。マイクロ波
放電光源装置は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振
器を有する。この発振器から発振されたマイクロ波は導
波管から給電口を通じてマイクロ波共振空洞体内に導か
れる。
【０００３】上記マイクロ波共振空洞体内には、内部に
放電発光物質が封入されたランプ容器が配設されてい
る。上記マイクロ波が上記給電口からマイクロ波共振空
洞体に導入されることで、上記発光物質が励起されてプ
ラズマ状態となり、放電発光するようになっている。放
電発光物質としてはたとえば希ガスと弗化物との混合ガ
スなどが用いられる。
放電発光物質が封入されたランプ容器が配設されてい
る。上記マイクロ波が上記給電口からマイクロ波共振空
洞体に導入されることで、上記発光物質が励起されてプ
ラズマ状態となり、放電発光するようになっている。放
電発光物質としてはたとえば希ガスと弗化物との混合ガ
スなどが用いられる。
【０００４】上記発光物質がマイクロ波によって励起さ
れて放電発光すると、その熱で上記ランプ容器が高温度
に加熱される。そのため、上記ランプ容器は耐熱性の材
料、たとえば石英ガラスによって形成される。
れて放電発光すると、その熱で上記ランプ容器が高温度
に加熱される。そのため、上記ランプ容器は耐熱性の材
料、たとえば石英ガラスによって形成される。
【０００５】このような構成の放電光源装置において
は、マイクロ波発振器への供給電力を増加させれば、マ
イクロ波発振器に入力されるマイクロ波の強度を高くで
きるから、上記ランプ容器の発光強度も向上させること
ができる。しかしながら、ランプ容器に用いられる石英
は、プラズマからの熱を受けて1000℃程度まで温度上昇
すると、マイクロ波吸収体となる。
は、マイクロ波発振器への供給電力を増加させれば、マ
イクロ波発振器に入力されるマイクロ波の強度を高くで
きるから、上記ランプ容器の発光強度も向上させること
ができる。しかしながら、ランプ容器に用いられる石英
は、プラズマからの熱を受けて1000℃程度まで温度上昇
すると、マイクロ波吸収体となる。
【０００６】そのため、マイクロ波発振器への供給電力
を高くしても、マイクロ波がランプ容器に吸収され易く
なり、ランプ容器内の放電発光物質にマイクロ波が効率
よく伝達されなくなるから、発光強度があまり上昇とが
難しないということがあった。
を高くしても、マイクロ波がランプ容器に吸収され易く
なり、ランプ容器内の放電発光物質にマイクロ波が効率
よく伝達されなくなるから、発光強度があまり上昇とが
難しないということがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、発光強度
を高めるために、マイクロ波発振器への供給電力を増大
しても、ランプ容器が温度上昇することでマイクロ波の
吸収体となってしまうため、発光強度を高めることがで
きないということがあった。
を高めるために、マイクロ波発振器への供給電力を増大
しても、ランプ容器が温度上昇することでマイクロ波の
吸収体となってしまうため、発光強度を高めることがで
きないということがあった。
【０００８】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、ランプ容器内の放電発光
物質を励起するマイクロ波の強度を上昇させなくとも、
発光強度を上昇させることができるようにしたマイクロ
波放電光源装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、ランプ容器内の放電発光
物質を励起するマイクロ波の強度を上昇させなくとも、
発光強度を上昇させることができるようにしたマイクロ
波放電光源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振器
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管と、この導波管に給電口を通じて接続されたマ
イクロ波共振空洞体と、このマイクロ波共振空洞体内に
設けられその内部に上記マイクロ波によって励起されて
放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容器と、
このランプ容器に磁場を印加する磁場印加手段とを具備
したことを特徴とする。
にこの発明は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振器
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管と、この導波管に給電口を通じて接続されたマ
イクロ波共振空洞体と、このマイクロ波共振空洞体内に
設けられその内部に上記マイクロ波によって励起されて
放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容器と、
このランプ容器に磁場を印加する磁場印加手段とを具備
したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、マイクロ波によって励起さ
れてプラズマ状態となった放電発光物質に磁場が印加さ
れることでサイクロトン共鳴を起こすから、プラズマ密
度が上昇して発光強度を上げることができる。
れてプラズマ状態となった放電発光物質に磁場が印加さ
れることでサイクロトン共鳴を起こすから、プラズマ密
度が上昇して発光強度を上げることができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２を参
照して説明する。図１に示すこの発明のマイクロ波放電
光源装置はマイクロ波発振器１を備えている。このマイ
クロ波発振器１の一端面には導波管２の一端が接続され
ている。この導波管２の他端には円筒状のマイクロ波共
振空洞体３が接続されている。上記導波管２とマイクロ
波共振空洞体３との接続部分には給電口４が形成されて
いる。したがって、上記マイクロ波発振器１から発振出
力されたマイクロ波は上記導波管２を伝わり上記給電口
４からマイクロ波共振空洞体３内に給電されるようにな
っている。このマイクロ波共振空洞体３の他端面は開口
し、その開口端面には光を通過させマイクロ波を遮断す
る部材としての金属メッシュ５が設けられている。
照して説明する。図１に示すこの発明のマイクロ波放電
光源装置はマイクロ波発振器１を備えている。このマイ
クロ波発振器１の一端面には導波管２の一端が接続され
ている。この導波管２の他端には円筒状のマイクロ波共
振空洞体３が接続されている。上記導波管２とマイクロ
波共振空洞体３との接続部分には給電口４が形成されて
いる。したがって、上記マイクロ波発振器１から発振出
力されたマイクロ波は上記導波管２を伝わり上記給電口
４からマイクロ波共振空洞体３内に給電されるようにな
っている。このマイクロ波共振空洞体３の他端面は開口
し、その開口端面には光を通過させマイクロ波を遮断す
る部材としての金属メッシュ５が設けられている。
【００１２】上記マイクロ波共振空洞体３の内部にはラ
ンプ容器６が配設されている。このランプ容器６は耐熱
性に優れた材料、たとえば石英ガラスによって中空球形
状に形成されている。このランプ容器６には放電発光物
質が充填されている。放電発光物質としては、ヘリウム
（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）および
弗素（Ｆ2 ）の混合ガス、Ｈｅ、Ｎｅ、アルゴン（Ａ
ｒ）およびＦ2 の混合ガス、Ｈｅ、ＮｅおよびＦ2 の混
合ガス、ＮｅとＦ2 の混合ガスなどが用いられ、それぞ
れの混合成分に応じて紫外域の異なる波長の光を出力で
きるようになっている。
ンプ容器６が配設されている。このランプ容器６は耐熱
性に優れた材料、たとえば石英ガラスによって中空球形
状に形成されている。このランプ容器６には放電発光物
質が充填されている。放電発光物質としては、ヘリウム
（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）および
弗素（Ｆ2 ）の混合ガス、Ｈｅ、Ｎｅ、アルゴン（Ａ
ｒ）およびＦ2 の混合ガス、Ｈｅ、ＮｅおよびＦ2 の混
合ガス、ＮｅとＦ2 の混合ガスなどが用いられ、それぞ
れの混合成分に応じて紫外域の異なる波長の光を出力で
きるようになっている。
【００１３】マイクロ波共振空洞体３の外周面には磁界
印加手段としてリング状に形成された電磁コイル７が外
嵌配設されている。この電磁コイル７には給電装置８が
接続されている。この給電装置８によって上記電磁コイ
ル７に電圧が加えられると、上記ランプ容器６に磁場が
印加される。そのとき、上記電磁コイル７の軸方向一端
側がＮ極、他端側がＳ極となるから、その磁場の磁力線
Ａは上記給電口４からマイクロ波共振空洞体３内へ流入
するマイクロ波の進行方向とほぼ平行に発生する。ラン
プ容器６に磁場が印加されると、このランプ容器６内に
存在する電子に回転運動を起こさせる、いわゆる電子サ
イクロトン共鳴を起こすことができる。
印加手段としてリング状に形成された電磁コイル７が外
嵌配設されている。この電磁コイル７には給電装置８が
接続されている。この給電装置８によって上記電磁コイ
ル７に電圧が加えられると、上記ランプ容器６に磁場が
印加される。そのとき、上記電磁コイル７の軸方向一端
側がＮ極、他端側がＳ極となるから、その磁場の磁力線
Ａは上記給電口４からマイクロ波共振空洞体３内へ流入
するマイクロ波の進行方向とほぼ平行に発生する。ラン
プ容器６に磁場が印加されると、このランプ容器６内に
存在する電子に回転運動を起こさせる、いわゆる電子サ
イクロトン共鳴を起こすことができる。
【００１４】上記マイクロ波発振器１で発生するマイク
ロ波の角周波数をω、電子サイクロトロン共鳴の角周波
数をωceとしたとき、上記電磁コイル７は0.5 ≦ωce≦
２の範囲の電場を上記ランプ容器６に印加できるように
なっている。
ロ波の角周波数をω、電子サイクロトロン共鳴の角周波
数をωceとしたとき、上記電磁コイル７は0.5 ≦ωce≦
２の範囲の電場を上記ランプ容器６に印加できるように
なっている。
【００１５】上記構成のマイクロ波放電光源装置におい
て、マイクロ波発振器１を作動させてマイクロ波を出力
すると、そのマイクロ波は導波管２を伝わって給電口４
からマイクロ波共振空洞体３内に給電される。マイクロ
波共振空洞体３内に給電されたマイクロ波は、この内部
で共振してランプ容器６内の放電発光物質を励起する。
それによって、上記ランプ容器６内の放電発光物質はプ
ラズマ状態となって発光するから、その光は金属メッシ
ュ５から外部へ透過する。
て、マイクロ波発振器１を作動させてマイクロ波を出力
すると、そのマイクロ波は導波管２を伝わって給電口４
からマイクロ波共振空洞体３内に給電される。マイクロ
波共振空洞体３内に給電されたマイクロ波は、この内部
で共振してランプ容器６内の放電発光物質を励起する。
それによって、上記ランプ容器６内の放電発光物質はプ
ラズマ状態となって発光するから、その光は金属メッシ
ュ５から外部へ透過する。
【００１６】上記マイクロ波発振器１を作動させると同
時に、電磁コイル７に通電してランプ容器６に磁場を印
加する。それによって、ランプ容器６内のプラズマ状態
にある放電発光物質がサイクロトン共鳴を起こし、プラ
ズマ密度が増大するから、発光強度も増大することにな
る。
時に、電磁コイル７に通電してランプ容器６に磁場を印
加する。それによって、ランプ容器６内のプラズマ状態
にある放電発光物質がサイクロトン共鳴を起こし、プラ
ズマ密度が増大するから、発光強度も増大することにな
る。
【００１７】つまり、マイクロ波発振器１から発振され
るマイクロ波の強度を高くしなくとも、電磁コイル７に
よりランプ容器６に磁場を印加することで、発光強度を
向上させることができる。
るマイクロ波の強度を高くしなくとも、電磁コイル７に
よりランプ容器６に磁場を印加することで、発光強度を
向上させることができる。
【００１８】つぎに、実験結果について説明する。ラン
プ容器６として直径３cmの石英球を用い、その内部にＨ
ｅ、Ｎｅ、ＫｒおよびＦ2 の混合ガスを詰め、その混合
ガスを2.45ＧＨｚのマイクロ波で放電励起した。
プ容器６として直径３cmの石英球を用い、その内部にＨ
ｅ、Ｎｅ、ＫｒおよびＦ2 の混合ガスを詰め、その混合
ガスを2.45ＧＨｚのマイクロ波で放電励起した。
【００１９】上記ランプ容器６に磁場をかけない場合、
ランプ容器６の表面輝度は約1.5 Ｗ／cm2 であったのに
対し、860Gaussの磁場を印加した場合には、ランプ容器
６の表面輝度は約3.8 Ｗ／cm2 、つまり約２．５倍にな
ることが確認された。
ランプ容器６の表面輝度は約1.5 Ｗ／cm2 であったのに
対し、860Gaussの磁場を印加した場合には、ランプ容器
６の表面輝度は約3.8 Ｗ／cm2 、つまり約２．５倍にな
ることが確認された。
【００２０】図３と図４はこの発明の他の実施例を示
す。この実施例はマイクロ波共振空洞体３の外周面に、
電磁コイル７に代わり一対の永久磁石１１ａ、１１ｂを
配設し、これらの磁石１１ａ、１１ｂ間に発生する磁力
線Ａでランプ容器６に磁場を印加するようにした。磁力
線ＡはＮ極からＳ極に向かうから、一対の永久磁石１１
ａ、１１ｂに発生する磁力線Ａはマイクロ波共振空洞体
３の径方向に沿う、つまりマイクロ波の進行方向とほぼ
直交する方向となる。
す。この実施例はマイクロ波共振空洞体３の外周面に、
電磁コイル７に代わり一対の永久磁石１１ａ、１１ｂを
配設し、これらの磁石１１ａ、１１ｂ間に発生する磁力
線Ａでランプ容器６に磁場を印加するようにした。磁力
線ＡはＮ極からＳ極に向かうから、一対の永久磁石１１
ａ、１１ｂに発生する磁力線Ａはマイクロ波共振空洞体
３の径方向に沿う、つまりマイクロ波の進行方向とほぼ
直交する方向となる。
【００２１】このように、電磁コイル７に代わり永久磁
石１１ａ、１１ｂを用いて磁場を発生させるようにして
も、電磁コイル７の場合と同様、マイクロ波の強度を高
めずに発光強度を向上させることができる。
石１１ａ、１１ｂを用いて磁場を発生させるようにして
も、電磁コイル７の場合と同様、マイクロ波の強度を高
めずに発光強度を向上させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、マイクロ
波共振空洞体内に設けられその内部に上記マイクロ波に
よって励起されて放電発光する放電発光物質が収容され
たランプ容器に、磁界印加手段によって磁場を印加する
ようにした。
波共振空洞体内に設けられその内部に上記マイクロ波に
よって励起されて放電発光する放電発光物質が収容され
たランプ容器に、磁界印加手段によって磁場を印加する
ようにした。
【００２３】そのため、マイクロ波によって励起されて
プラズマ状態になった放電発光物質に磁場が印加される
ことでサイクロトン共鳴を起こすらから、そのプラズマ
密度が増大し、発光強度を上げることができる。
プラズマ状態になった放電発光物質に磁場が印加される
ことでサイクロトン共鳴を起こすらから、そのプラズマ
密度が増大し、発光強度を上げることができる。
【図１】この発明の一実施例の全体構成の正面図。
【図２】同じくマイクロ波共振空洞体の側面図。
【図３】この発明の他の実施例を示す全体構成の正面
図。
図。
【図４】同じくマイクロ波共振空洞体の側面図。
１…マイクロ波発振器、２…導波管、３…マイクロ波共
振空洞体、４…給電口、６…ランプ容器、７…電磁コイ
ル（磁界印加手段）、１１ａ、１１ｂ…永久磁石。
振空洞体、４…給電口、６…ランプ容器、７…電磁コイ
ル（磁界印加手段）、１１ａ、１１ｂ…永久磁石。
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波を発振するマイクロ波発振器
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管と、この導波管に給電口を通じて接続されたマ
イクロ波共振空洞体と、このマイクロ波共振空洞体内に
設けられその内部に上記マイクロ波によって励起されて
放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容器と、
このランプ容器に磁場を印加する磁場印加手段とを具備
したことを特徴とするマイクロ波放電光源装置。 - 【請求項２】 上記磁場印加手段により印加される磁場
の磁力線の方向は、上記給電口から上記マイクロ波発振
器内に導入されるマイクロ波の進行方向とほぼ平行な方
向に設定されることを特徴とする請求項１記載のマイク
ロ波放電光源装置。 - 【請求項３】 上記磁場印加手段により印加される磁場
の磁力線の方向は、上記給電口から上記マイクロ波発振
器内に導入されるマイクロ波の進行方向とほぼ直交する
方向に設定されることを特徴とする請求項１記載のマイ
クロ波放電光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32658493A JPH07183008A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | マイクロ波放電光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32658493A JPH07183008A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | マイクロ波放電光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183008A true JPH07183008A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18189452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32658493A Pending JPH07183008A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | マイクロ波放電光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183008A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030005789A (ko) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | 엘지전자 주식회사 | 마이크로파를 이용한 조명시스템 |
| KR100382915B1 (ko) * | 2000-08-26 | 2003-05-09 | 엘지전자 주식회사 | 비회전 마이크로웨이브 무전극 조명장치 |
| EP1684330A1 (en) * | 2004-09-25 | 2006-07-26 | Lg Electronics Inc. | Middle output electrodeless lighting system |
| FR2888397A1 (fr) * | 2005-07-08 | 2007-01-12 | Pascal Sortais | Appareil lumineux a resonance cyclotronique d'electrons |
| KR100690676B1 (ko) * | 2005-02-18 | 2007-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 무전극 조명기기용 전구의 봉입물 누설 차단 장치 |
| KR100690651B1 (ko) * | 2004-10-02 | 2007-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 무전극 조명기기 |
| WO2007105839A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for preventing leakage of material inside bulb for plasma lighting system |
| CN107039234A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-08-11 | 广州莱肯信息科技有限公司 | 微波等离子体光源及其实现方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32658493A patent/JPH07183008A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100382915B1 (ko) * | 2000-08-26 | 2003-05-09 | 엘지전자 주식회사 | 비회전 마이크로웨이브 무전극 조명장치 |
| KR20030005789A (ko) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | 엘지전자 주식회사 | 마이크로파를 이용한 조명시스템 |
| EP1684330A1 (en) * | 2004-09-25 | 2006-07-26 | Lg Electronics Inc. | Middle output electrodeless lighting system |
| US7129639B2 (en) | 2004-09-25 | 2006-10-31 | Lg Electronics Inc. | Middle output electrodeless lighting system |
| KR100690651B1 (ko) * | 2004-10-02 | 2007-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 무전극 조명기기 |
| KR100690676B1 (ko) * | 2005-02-18 | 2007-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 무전극 조명기기용 전구의 봉입물 누설 차단 장치 |
| FR2888397A1 (fr) * | 2005-07-08 | 2007-01-12 | Pascal Sortais | Appareil lumineux a resonance cyclotronique d'electrons |
| WO2007006918A1 (fr) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Rc-Lux | Dispositif d'eclairage excite par micro-ondes utilisant le phenomene de resonance cyclotronioue d'electrons |
| WO2007105839A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for preventing leakage of material inside bulb for plasma lighting system |
| CN107039234A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-08-11 | 广州莱肯信息科技有限公司 | 微波等离子体光源及其实现方法 |
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