(57)【要約】ランプ（１０）は、固体誘電体本体（１９）を有する導波路（１８）と、前記本体（１９）内に配置されたバルブ（２２）とを備えることができる。電磁気エネルギー（１４）によって励起された時に、光（２４）を生成するように前記バルブ（２２）は構成されることが可能である。前記導波路本体（１９）は、光（２４）を透過する少なくとも一部分を有することができる。前記導波路（１８）を、エネルギー源（１６）から受け取った電磁気エネルギー（１４）を導くように構成することができ、前記導波路（１８）は、光（２４）が前記導波路本体（１９）から出ることができるように構成された１つか又は複数の開口部（４０）を有することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光（２４）を実質的には透過する固体誘電体本体（１９）を含む導波路（１８）であって、エネルギー源（１６）から受け取った電磁気エネルギー（１４）を導くように該導波路（１８）が構成され、光が前記本体（１９）から出ることを可能にするよう構成された少なくとも１つの開口部（４０）を該導波路（１８）が有することからなる、導波路（１８）と、前記本体（１９）内に配置された少なくとも１つのバルブ（２２）であって、前記電磁気エネルギー（１４）によって励起された時に光（２４）を生成するように構成された、少なくとも１つのバルブ（２２）とを備える、ランプ（１０）。
【請求項２】
前記生成された光（２４）を前記本体（１９）を通る経路に沿って導くよう構成された導波器（３８）を更に含む、請求項１に記載のランプ（１０）。
【請求項３】
前記バルブ（２２）によって生成された光（２４）を前記開口部（４０）に向かって導くよう構成された少なくとも１つの導波要素（４１）を前記導波器（３８）が含む、請求項２に記載のランプ（１０）。
【請求項４】
前記バルブ（２２）によって生成された光（２４）を前記バルブ（２２）に向かって戻すように導くよう構成された少なくとも１つの導波要素（３９）を前記導波器（３８）が更に含む、請求項３に記載のランプ（１０）。
【請求項５】
前記導波器（３８）が、実質的には楕円形状を有する、請求項３に記載のランプ（１０）。
【請求項６】
前記導波器（３８）が、２つの焦点（Ｆ）を有し、前記１つのバルブ（２２）が、該焦点（Ｆ）のうちの一方に配置されることからなる、請求項５に記載のランプ（１０）。
【請求項７】
前記導波路（１８）が、複数の開口部（４０）を更に含み、前記導波路（１８）の外側に配置され、且つ、前記本体（１９）から出た光（２４）を導くように構成された導波器（３８）を、前記ランプ（１０）が更に含むことからなる、請求項１に記載のランプ（１０）。
【請求項８】
前記本体（１９）が、透過性の誘電材料からなる、請求項１に記載のランプ（１０）。
【請求項９】
誘電体本体（１９）を含む導波路（１８）であって、エネルギー源（１６）から受け取った電磁気エネルギー（１４）を導くように該導波路（１８）が構成され、前記本体（１９）から光（２４）が出ることを可能にするよう構成された少なくとも１つの開口部（４０）を該導波路（１８）が有し、光（２４）を透過する少なくとも一部分を前記本体（１９）が有することからなる、導波路（１８）と、前記導波路（１８）内に配置され、且つ、前記電磁気エネルギー（１４）によって励起された時に光（２４）を生成するよう構成された少なくとも１つのバルブ（２２）と、前記導波路（１８）内に配置され、且つ、前記バルブ（２２）から隔置され、且つ、前記生成された光（２４）の第１の部分を前記光透過性本体部分（１９）を通して前記少なくとも１つの開口部（４０）に向かって導くよう構成された導波器（３８）とを備える、ランプ（１０）。
【請求項１０】
前記導波器（３８）が、前記生成された光（２４）の第２の部分を前記バルブ（２２）に戻すように導くよう更に構成された、請求項９に記載のランプ（１０）。
【請求項１１】
前記導波器（３８）が、前記生成された光（２４）の前記第１の部分を反射する少なくとも第１の面（４１ａ）と、前記生成された光（２４）の前記第２の部分を反射する少なくとも第２の面（３７ａ）とを含む、請求項１０に記載のランプ（１０）。
【請求項１２】
前記導波路（１８）が外周部（２０）を有し、前記第１の面と前記第２の面（３７ａ、４１ａ）とのうちの少なくとも一方が、（ａ）導波路外周部（２０）の少なくとも一部分に沿ってと、（ｂ）前記本体（１９）内とのうちの一方か又はこれらの両方に配置されることからなる、請求項１１に記載のランプ（１０）。
【請求項１３】
前記導波器（３８）が、実質的には楕円形状を有する、請求項９に記載のランプ（１０）。
【請求項１４】
前記導波器（３８）が、２つの焦点（Ｆ）を有し、前記１つのバルブ（２２）が、該焦点（Ｆ）のうちの一方に配置されることからなる、請求項１３に記載のランプ（１０）。
【請求項１５】
少なくとも非部分的に球状の第１の部分（２０ｂ）を有する実質的には連続的に湾曲した外周部（２０）を有する導波路（１８）であって、エネルギー源（１６）から受け取った電磁気エネルギー（１４）を導くように該導波路（１８）が構成され、光（２４）が前記導波路（１８）から出ることを可能にするよう構成された少なくとも１つの開口部（４０）を該導波路（１８）が有することからなる、導波路（１８）と、前記導波路（１８）内に配置され、且つ、前記電磁気エネルギー（１４）によって励起された時に光（２４）を生成するよう構成された少なくとも１つのバルブ（２２）とを備え、前記導波路（１８）と前期バルブ（２２）とが、光（２４）を前記バルブ（２２）から前記少なくとも１つの開口部（４０）に伝達するよう構成されることからなる、ランプ（１０）。
【請求項１６】
前記導波路（１８）が、部分的に球状の第２の部分（２０ａ）を更に含む、請求項１５に記載のランプ（１０）。
【請求項１７】
前記導波路（１８）が、光透過性本体（１９）を含み、前記光透過性本体（１９）内に配置され、且つ、前記バルブ（２２）から隔置され、且つ、前記バルブ（２２）によって生成された光（２４）の第１の部分を前記少なくとも１つの開口部（４０）に向かって前記光透過性本体（１９）を通して経路に沿って導くよう構成された導波器（３８）を、前記ランプ（１０）が更に含むことからなる、請求項１５に記載のランプ（１０）。
【請求項１８】
前記導波器（３８）が、実質的には楕円形状を有する、請求項１５に記載のランプ（１０）。
【請求項１９】
前記導波器（３８）が、２つの焦点（Ｆ）を有し、前記１つのバルブ（２２）が、該焦点（Ｆ）のうちの一方に配置されることからなる、請求項１８に記載のランプ（１０）。
【請求項２０】
前記１つの開口部（４０）が、前記２つの焦点（Ｆ）を通過する線（５１）に沿って概して配置された、請求項１９に記載のランプ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
プラズマランプは、電離気体（イオン化された気体）から生成される強い光を提供する。バルブを含む導波路は、エネルギー源からマイクロ波電磁気エネルギーを受け取る。十分なエネルギーが存在する時には、バルブ内の物質がプラズマを形成する。いくつかのプラズマランプにおいて、導波路は、固体誘電体を有する。バルブは、光を導波路から窓を介して放射することができるように導波路の端部に配置される。他のプラズマランプでは、導波路は気体が充填され、導波路の周りに配置された光反射器が、光をバルブから遠く離れるように導く。
【発明の開示】
【０００２】
【実施例】
【０００３】
図１は、概して１０に示されたプラズマランプシステムのブロック図を示す。システム１０は、エネルギー源１６から電磁気エネルギー１４を受け取るように構成されたプラズマランプ１２を備えることができる。ランプ１２は、外周部２０を画定する本体（ボディ）１９を有する導波路（導波管）１８を備えることができ、該外周部２０の内部においてバルブ２２が配置されている。バルブ２２は、十分な電磁気エネルギーによって励起された時にはプラズマを形成して光を放射する充填ガスを含む。該バルブによって生成された光２４は、前記導波路から送出される。
【０００４】
バルブ２２内においてプラズマを生成するのに適合可能で且つ十分な任意の電磁気エネルギー１４を、使用することができる。例えば、電磁気エネルギーには、無線周波数（ＲＦ）エネルギー、準赤外線エネルギー（sub-infrared energy）、マイクロ波エネルギー、ミリメートル波エネルギー、光（赤外線、可視光、紫外線）エネルギー、及びＸ線エネルギー、のうちの１つか又は複数を含めることができる。いくつかの例では、１ギガヘルツ（ＧＨｚ）〜１０ＧＨｚの範囲内のエネルギーを使用することができる。単一周波数、複数周波数、並びに可変か又は一定の位相、振幅、及び周波数によるエネルギーを使用することもできる。
【０００５】
電磁気エネルギー１４は、例えば共平面か、平面か、又は同軸の伝送線路か、接続導波路か、無線伝送リンクか、或いはこのようなリンクの組み合わせによるような、任意の適切な伝送リンクによって導波路１８に伝送されることが可能である。該エネルギーは、エネルギー源１６における形態か又は周波数を変換した状態か又は変換しない状態で、伝送リンクに沿ってか、或いはランプ導波路１８において伝送されることが可能である。
【０００６】
ガス容器内においてプラズマ形成を励起させるための、バルブ２２に結合されることが可能な高い相対電力が、共振によって生成される。導波路１８の寸法は、ＴＥ波（ＴＥ：transverse electric）モードか又はＴＭ波（ＴＭ：transverse magnetic）モードのようなある特定の共振モードにおいて受け取ったエネルギー１４の共振を生じさせる寸法とすることができる。バルブを、共振点にか又は共振点の付近に配置することができる。基本モードにおいて、共振は、導波路の寸法が、誘電体内すなわち、本体１９を形成する誘電体内において、印加されたエネルギーの周波数の波長の２分の１の整数倍に対応する時に生じることができる。共振が起きる導波路を、共振空胴か又は共振器と呼ぶこともできる。
【０００７】
バルブ２２は、希ガスのような適切なガスが充填された小さなチャンバとすることができる。所望の周波数範囲において光を提供するために、第２の元素か又は化合物を、含むことができる。例えば、赤外線、可視光、及び紫外線の周波数範囲のうちの１つか又は複数の周波数範囲の光を、生成することができる。
【０００８】
バルブを、導波路からの生成光の出力を提供するための適切な場所に配置することもまた可能である。バルブを、光チャンバ外周部２８によってくるまれた光透過性チャンバ２６内に配置することができる。チャンバ２６は、導波路と同一の広がりをもたせることができるか、導波路と重なることができるか、導波路内に収容されることができるか、或いは導波路を収容することができる。バルブは、導波路１８と光透過性チャンバ２６との両方の中にあってもよい。導波路と光透過性チャンバの形状及び／又はサイズを異なるものとすることができる。導波路と光透過性チャンバとが同一の広がりをもつ一例において、バルブは、導波路外周部に沿って配置されることができるか、又は導波路内に外周部から離れて配置することができる。局所的なエネルギーピーク（複数可）に対応することが可能な位置（複数可）か、或いは共振エネルギーピークにおけるような、バルブ（複数可）内においてプラズマを点火し且つ維持するために適合可能な他の位置に、１つか又は複数のバルブを使用することもできる。
【０００９】
導波路誘電体１９は、（空気及び真空を含む）１つか又は複数の気体、液体、及び固体と、これら誘電体のうちの２つか又は３つ以上の組み合わせとを含むことができる。より高い誘電率を有する誘電体によって、共振を提供している間、導波路の寸法をより小さくすることができる。誘電体に適合可能な固体材料の例は、アルミナ、ジルコニア、チタン酸塩、及びこれら材料の変形形態及び組み合わせを含む。光透過性である更なる特徴を含むことが可能な他の例は、シリコーン油か、サファイアか、ジルコニアか、マグネシアか、或いは任意の透過な又は他の光透過性誘電体などの材料を含むことができる。エーロゲル、シリカ、アルミナ、ジルコニア、及びそれらに類似のもののような、多孔質（透過性の）材料か又は多孔質に（透過に）作ることができる材料を、使用することもできる。
【００１０】
バルブによって生成された光を、導波路から送出することができる。バルブを、導波路内の窓の隣に配置することができるか、又は窓から離れて配置することができる。バルブによって生成された光を、バルブと、導波路窓又は開口（アパーチャ）との間に直接的にか又は間接的に延在する１つか又は複数の光透過性媒体に沿って伝送することができる。
【００１１】
導波路１８と光透過性チャンバ２６の形状における多くの変形形態を使用することができる。図２、図４、及び図５は、プラズマランプのために使用されることが可能な形状の例の３つのセットを示す。これらの図は、主として、連続的に湾曲した外周部を備えた導波路及び光透過性チャンバを示す。実施形態に依存して、他の構成を使用することもできる。例えば、導波路は、箱形などの平面の組み合わせか、端が平らな円筒（シリンダ）か又は端が平らな放物面体（パラボラ）などの平面と曲面との組み合わせか、端が湾曲した円筒、球体などの連続的に湾曲した面の組み合わせか、半球と楕円又は放物面の一部分との組み合わせか、或いは他の適合可能な規則的又は不規則的な形状を有することができる。これらの図において、特徴が追加的か、代替的か、又はオプションの実施形態を、２８ａ、２８ａ’、２８ａ’’、及び２８ａ’’’のような１つか又は複数のプライム符号（ダッシュ）を有するか又は有しない同じ参照番号と同一のものとみなすことができる。これらの様々な実施形態はまた、この例における２８ａなどの基本の参照番号を使用することによって集合的に参照されることも可能である。
【００１２】
図２は、ランプシステム１０内において使用されるように構成されたプラズマランプ１２’を詳細に示す。ランプ１２’は、外周部２０’を有する本体１９’を有する導波路１８’と、バルブ２２’とを備えることができる。エネルギー源からの電磁気エネルギーを、エネルギー供給部（energy feed）３０などによって導波路１８’に結合することができる。１つか又は複数のエネルギー源と、複数のバルブとからの複数のエネルギー供給部を使用することができる。各供給部及びバルブを、導波路の形状、印加されるエネルギーの周波数（複数可）、及び供給部とバルブとの相対位置を考慮した適切な任意のそれぞれの位置に配置することができる。例えば、オプションの供給部位置は、破線で示され且つ導波路の側面から中に延在する供給部３０によって表わされるように、半球状の外周部分２０ａ’の中心のような、導波路の中心か又は端断面の中心とすることができる。
【００１３】
この例において、本体１９’は、光もまた透過する固体誘電体３２を含むことができる。導波路本体１９’と光透過性チャンバ２６’とは、従って、同一の広がりを有することができる。例えば、誘電体３２は、９よりも大きい誘電率ｋを有するサファイアとすることができ、このことが、空気の場合におけるような誘電率がより低い場合よりも、導波路本体を小さくさせる。導波路はまた、誘電体を通して流れる空気流（エアフロー）による除熱を容易にするために、気体によって満たされるか、或いはエーロゲルか、繊維状シリカか、アルミナか、ジルコニアか、又はこれらに類似のもののような多孔質（透過性）誘電体によって部分的にか又は完全に満たされることも可能である。液体が満たされた導波路は、伝導性冷却か又は対流性冷却を用いることができる。誘電体３２をまた、複数の異なる誘電体部分で形成することができ、それは、固体、液体、気体、光透過性材料、及び光非透過性材料のうちの１つか又は複数とすることができる。光透過性チャンバ２６’はまた、特定の用途と所望の構成とに依存して、電磁気エネルギー伝導材料と、電磁気エネルギー非伝導材料とのうちの１つか、又はそれらの組み合わせとすることもできる。
【００１４】
外周部２０’を、（赤外線か、可視光か、又は紫外線かにかかわらず）光と、電磁気エネルギーとのうちの一方か又は両方を反射することが可能な境界３４によって画定することができる。これにより、境界３４は、導波路外周部２０’を有する導波路シールド３６としてか、光外周部２８’を有する光シールド又は導波器３８としてか、或いは導波路シールドと光シールドとの両方として機能することができる。導波器３８は、光透過性チャンバ２６’内において追加的な要素を含めることもできる。
【００１５】
導波路シールド３６は、電磁気エネルギーを反射するか又は導く任意の適合可能な材料とすることができる。例えば、それは、固体金属のような連続的な導電材料か、或いは開口（アパーチャ）を有する固体金属か、金属メッシュか、又はスクリーンのような不連続的な導電材料とすることができる。メッシュを形成する、十字に交差したワイヤの線間の開口のような、規則的にか又は不規則的に隔置された開口を、不連続材料は有することができる。メッシュのような導波路シールドは、電磁気エネルギーを反射し且つ光を透過するので、ホットミラー（hot mirror）とすることができる。光導波器は、光の伝達に作用し、反射要素、屈折要素、及びフィルタのような１つか又は複数の光導波器要素を含むことができる。薄い金属被覆などの反射器として機能する導波器は、光を反射し且つ電磁気エネルギーを透過するのでコールドミラー（cold mirror）とすることができる。
【００１６】
光外周部２８’を形成する光導波器３８のために、光反射率の高い薄い金属被覆を使用することができる。高反射率の被膜は、バルブから放射された光を透過させないことが可能であり且つ反射させることが可能である。例えば、広域スペクトラムの可視光の場合には、被膜は、０．４〜０．７マイクロメートルの範囲内の波長を有する光を反射させることができる。無線周波数（ＲＦ）波、マイクロ波、及びミリメートル波のような電磁波を通過させたい実施形態では、そのような波を透過する被膜を使用することができる。バルブは、１０００℃もの高さのような極めて高い温度になる場合があり、その被膜は、高温に耐えることができる。ランプからの除熱を支援するために、熱伝導率が高いこと望ましい場合がある。そのような被膜は、表皮効果を有する薄い金属、誘電体反射被膜を有する薄い金属被覆、及び高反射率誘電体被膜などの適切な形態とすることができる。
【００１７】
誘電体被膜はまた、例えば０．３５〜０．８マイクロメートルの波長範囲にわたって反射するような広域光スペクトラム反射率（反射性）を有することができる。更なる例として、印加された電磁気エネルギーの４分の１波長にほぼ等しい厚さを有し、光反射層を含む複数の誘電体層の積層物として形成された誘電体層を使用することができる。バルブによって生成された所望の範囲の周波数の光を反射する反射性誘電体被膜を使用することができる。誘電体薄膜によって強化された金属ミラーを使用することができる。そのようなオーバーコーティングを、反射されることになる選択された光の周波数の半波長のほぼ整数の厚さのような適切な厚さを有する保護性の誘電体層を使用することによって、より耐久性を高めることができる。
【００１８】
示された実施形態において、外周部２０’、２８’は、半径Ｒでの共通に概して半球の形状を有する局部的な球状部分２０ａ’、２８ａ’を含む。外周部はまた、非球状部分２０ｂ’、２８ｂ’を含むこともできる。いくつかの例において、部分２０ｂ’、２８ｂ’は、局部的に概して楕円か、放物か、又は他の形状を形成する。上述のように、金属被覆は、光導波器３８を形成する。従って、光チャンバ外周部分２８ａ’に対応する金属被覆（あるいは他の反射デバイス又は屈折デバイス）部分は、反射面３９ａを有する光導波要素３９を形成する。同様に、外周部分２８ｂ’に対応する金属被覆部分は、反射面４１ａを有する導波要素４１を形成する。
【００１９】
開口４０などの１つか又は複数の開口（アパーチャ）が、導波路１８’からの光の送出を可能にすることができる。一体型ロッド（integration rod）４４などの光学導波器４２が、キャビティ導波路１８’から出た後の光２４を更に処理することができる。レンズ、フィルタ、及びリフレクタのような他の形態の光学素子を含めることもできる。
【００２０】
バルブ２２’を、導波路１８’内において、非球状部分２８ｂ’の光学焦点Ｆの周りに配置することができる。バルブ２２’によって生成された光を開口部４０に向かって導くように、この非球状部分を構成することができる。他の構成及び配向を提供することもできる。バルブ２２’が光学焦点に配置された状態において部分２８ｂ’が、部分的な楕円形状か又は放物面形状を含む例では、外周部分２８ｂ’から反射された光を、共通の平行な方向に導くことができる。上側部分２８ａ’が光を反射しない実施形態では、この光は、図２に示されるように、上方に導かれた幅広いビームを形成することとなる。
【００２１】
誘電体３２が固体誘電体の実施形態において、外周部２０’からバルブの所望の位置まで、穿孔するか又は別様にはチャンネル４６を形成することによって、導波路本体１９’内にバルブ２２’を配置することができる。従って、バルブは前記チャンネル内に配置されることが可能であるか、又は前記チャンネルによって形成された空所が、任意の光放射材料を含む適切なプラズマ形成材料によって充填されることが可能である。図示されるように、チャンネルの壁に沿って本体に接着されたか又は融合されたペデスタル（pedestal）か又はロッド４８を挿入することによって、チャンネルをシール（密閉）するか又はブロックすることができる。１つか又は複数のエネルギー供給部３０を、ロッド４８の基部（ベース）内か又は他の位置に適切に配置することができる。従って、バルブ２２’を、誘電体３２内に形成することができるか、又は誘電体内に埋め込まれた容器か又はシェル５０内に入れることができるか、又は十分に広いチャンネル４６を通して配置することができる。シェル５０を、水晶か、アルミナか、ジルコニアか、マグネシアか、又はこれらに類似のものなどの任意の適合可能な光透過性で耐熱性の誘電材料で形成することができる。
【００２２】
バルブ（複数可）２２’を、導波路１８’と光透過性チャンバ２６’との交差点において任意の適切な位置に配置することができる。例えば、バルブ２２’のためのオプションの位置が、破線で示されている。そのような位置を、高エネルギーのフィールドを有する位置に対応させることができるか、又は放射された光が容易に合焦されるか又は別様には導波路及び／又は光透過性チャンバから送出されることが可能な位置に対応させることができる。
【００２３】
ランプ１２’のオプションの構成は、完全な楕円体として形成された導波路１８’と光透過性チャンバ２６’とのいずれかか又は両方を有したものである。そのような実施形態において、上側外周部分２０ａ’、２８ａ’は、図２内において破線によって概略的に示されたような形状を有することができる。楕円形状が使用されるこの例において、様々な楕円形状を使用することができ、従って、示された形状は例示的な目的のためである。前述のように、エネルギー供給部とバルブの位置を、所望のランプの特定の機能と特徴とに基づいて選択することができる。いくつかの構成において、バルブを光透過性チャンバの２つの焦点のうちの１つか又はそれぞれに配置することができる。従って、エネルギー供給部を、バルブ（複数可）に適切にエネルギー供給するように配置することができる。
【００２４】
２つの焦点による線内のチャンバの一方か又は両方の端に開口部を配置することができる。例えば、開口部４０は、チャンバの上側端に示されている。焦点のうちの一方における理想化された点の大きさのバルブから放射された光は、他方の焦点を通る光シールドによって反射される傾向にある。光の角度と開口部（複数可）のサイズ及び位置とに依存して、光は、従って、開口部を通ってチャンバの外に直接送出される可能性があるか、或いは光が開口部を通じて出る焦点を通過する軸か又は線５１と光の角度が十分に位置合わせされるまで、それぞれの焦点を通って前後に反射される可能性がある。
【００２５】
図３は、２７２２メガヘルツ（ＭＨｚ）〜２７３２ＭＨｚの範囲内の周波数において、入力プローブから出力プローブへの電力結合を表わす順方向透過係数が−４．７５ｄＢの場合の、楕円面導波路の中心付近に配置されたエネルギー供給部から、図２に示された代替の開口部４０の付近に配置された出力プローブへと結合される電力の相対的な割合を示す。これらの測定に使用される導波路は、長さ約０．１２７ｍ（５インチ）と幅約０．１０１６ｍ（４インチ）であり、誘電体としての空気を有するほぼ楕円形状を有する。約２７２７ＭＨｚの中心周波数において共振が起こることが分かる。Ｑ（quality factor）を、帯域幅（±３ｄＢ）に対する中心周波数の比率として定義すると、この導波路は、測定のために使用される入力プローブと出力プローブの位置に関して、Ｑ≒２７２７ＭＨｚ／１．２ＭＨｚ≒２３００を有する。この値は、バルブに対する結合が増大した時には低減する場合があり、エネルギー供給部（複数可）及びバルブ（複数可）の位置と、印加される電磁気エネルギーの周波数及び振幅とに依存して変化する場合がある。例えば、出力プローブをマイクロ波内へとより深く移動させることによって、出力プローブに対する結合が増加する（−１．４ｄＢ）が、Ｑは低減される（約２７０）。特定用途に用いられるためのランプを設計することにおいて、Ｑと結合係数との間のバランスを選択することができる。
【００２６】
図４は、全体が１２’’で示され、導波路１８’’と、同一の広がりをもつ光透過性チャンバ２６’’とを有する、プラズマランプの別の例を示す。導波路の外周部２０’’は、ほぼ半球形状を有する上側部分２０ａ’’と、変形された楕円面又は放物面形状を有する下側部分２０ｂ’’とを有することができる。電磁気エネルギーを、エネルギー供給部３０などの１つか又は複数のエネルギー供給部を介して導波路に伝送することができる。光透過性チャンバ２６’’は、半球状部分２８ａ’’と非球状部分２８ｂ’’とを有する類似に形成された外周部２８’’を有することができる。光透過性チャンバ２６’’は、導波要素３９’と４１’とを備えた導波器３８’によって画定される。それぞれの導波要素３９’と４１’の面３９ａ’と４１ａ’とは、光チャンバ外周部分２８ａ’’と２８ｂ’’とに対応する。バルブ２２’’を、部分２８ａ’’の半径中心Ｃに配置することができ、その位置を、部分２８ｂ’’の焦点とすることもできる。バルブをピーク共振点からずらした方が適切な場合もある。
【００２７】
バルブ２２’’から送出され、最初に部分２８ａ’’に向かって導かれた光が、部分２８ｂ’’に向かってバルブ２２’’を通して戻るように反射されることが可能である。部分２８ｂ’’に向かって導かれたバルブからの光は、光２４によって表されたように、開口部４０’に向かって反射されることが可能である。導波路シールド３６’が、複数の規則的に隔置された開口部４０’を有するメッシュで形成されている時のように、上側部分２８ａ’’が、バルブ２２’’から放射された全ての光を必ずしも反射するとは限らない一実施形態において、外周部分２８ｂ’’は、破線として線分によって示されるように、バルブからの光を、光２４’によって示されるように平行方向に部分２８ａ’’を通して反射するように構成されることが可能である。
【００２８】
導波路１８’’は、導波路シールド３８’によって取り囲まれた気体、液体、及び／又は固体の誘電体３２’によって満たされた本体１９’’を有することができる。バルブ２２’’を、図２内に示されたランプ１２’について説明したように、誘電体内において支持することができる。バルブ２２’’を、シェル５０’内に収容することができ、それを同様に、該誘電性の支持脚か、ペデスタル又はロッド４８’か、或いは他の支持装置において支持することができる。
【００２９】
図５は、全体が１２’’’において示された、プラズマランプの更に他の実施形態を示す。図５に示された一実施形態において、部分２０ａ’’’と２０ｂ’’’とを含む導波路１８’’’の外周部２０’’’全体は、電磁気エネルギーがエネルギー供給部３０を介して入力されている状態において、球状とすることができる。この構造を、共振モードのための適切な周波数のエネルギーが供給された時に、高いＱによる電磁気エネルギー共振を生じさせるためのサイズとすることができる。他の実施形態において、導波路は、他の形状を有することができる。例えば、一点鎖線（ダッシュ・ドット線）で示された導波路１８’’’を、箱形か又は円筒状とすることができる。
【００３０】
光透過性チャンバ２６’’’は、任意の様々な形態をとることができ、それら形態の各々を、外周部２８’’’を画定する導波要素３９’’及び４１’’のような１つか又は複数の導波要素を含む導波器３８’’によって少なくとも部分的に画定することができる。これらの例において、導波要素はリフレクタであり、該リフレクタは、それぞれの面３９ａ’’と４１ａ’’とを含むことができる。例えば、光透過性チャンバは、導波路の形状と一致することができる。しかしながら、外周部２８’’’の球状の形状に起因して、この実施形態では、開口部４０’’を通して、光を比較的ほとんど伝導しないことが可能である。
【００３１】
別の例において、図２と図４とに関連して説明された実施形態におけるように、上側外周部分２８ａ’’’は、導波路の上側外周部分２０ａ’’’と一致することができる。オプションで、部分的に球状の外周部分２８ａ’’’を、光開口部５２によってオプションで分離された低減されたサイズの外周部分２８ａ’’’によって示されるように、導波路１８’’’内において支持することができる。外周部分２８ａ’’’を、オプションで、破線によって表されるように導波路の外側に支持することができる。この場合には、導波路シールド３６’’によって、導電性メッシュによって特徴付けられるように、光が複数の開口部４０’’を通過することができる。
【００３２】
他の例において、光チャンバ外周部の下側部分２８ｂ’’’を、導波路１８’’’内においてか、又は図示されるように導波路１８’’’の外側において配置することができる。この下側部分は、従って、開口部に向かってか又は他の選択された方向に向かって光を反射する形状を有することができる。下側部分２８ｂ’’’が導波路内にある時には、下側外周部分２８ｂ’’’より下の、導波路誘電体３２’’の部分３２ａ’’は、光透過性とすることができるか、又は光透過性としないことができる。光が透過される誘電体３２’’の部分３２ａ’’の任意の部分を、従って、光透過性チャンバ２６’’’内に含めることができる。上側外周部分２８ａと、下側外周部分２８ｂとの様々な他の組み合わせを使用することもできる。
【００３３】
図１、図２、図４、及び図５において示された様々な実施形態を概して参照すると、光透過性チャンバ２６は、それぞれの光チャンバ外周部分２８ａ、外周部分２８ｂ、及び開口部４０及び５２などの任意の関連した光開口部によって閉じられた領域を含むことができる。同様に、導波路の全てか又は一部分が光透過性チャンバ２６と同一の広がりを有することができる程度まで、従って、導波路本体の同一の広がりをもつ部分の全てか又は一部分は、光透過性とすることができる。示された導波路及び光透過性チャンバの例は、例示的であり、プラズマランプ１２を作成するために、導波路と光透過性チャンバとを様々な方法において構成することができる。例えば、１つか又は複数の開口部への様々な光路に沿って、１つか又は複数のバルブによって生成された光を導くために、より多くか、又はより少ない光学素子を使用することができる。
【００３４】
既に述べたように、導波路１８と光透過性チャンバ２６との同一の広がりをもつ部分は、気体誘電体、液体誘電体、及び固体誘電体のうちの１つか又は複数の誘電体とすることができ、部分的にか又は完全に光透過性とすることができる。従って、光透過性チャンバと同一の広がりをもたない導波路の部分もまた、気体誘電体、液体誘電体、及び固体誘電体のうちの１つか又は複数の誘電体とすることができ、光透過性とすることができるか、又は光透過性としないことができる。導波路本体を、単一の誘電体からなるか、又は誘電体の組み合わせからなるかに関係なく、本体の少なくとも一部分が光透過性である限り光透過性とみなすことができる。
【００３５】
従って、本開示は上述の実施形態を参照しているが、添付の特許請求の範囲の原理及び範囲から逸脱することなく、多くの変形形態を形成することが可能である。上述の実施形態は例示的であり、本出願か又は今後の出願において特許請求される可能性のある全ての実現可能な組み合わせに対して、単一の特徴か、手順か、又は要素は不可欠ではない。更に、この説明は、本明細書内において記載された要素の、全ての新規の及び非自明な組み合わせを含み、特許請求の範囲を、本出願か又は今後の出願において、それら要素の任意の新規の及び非明白な組み合わせに対して提示することができる。特許請求の範囲において、「ある（an）」か、「第１の（a first）」か、或いは「別の（another）」要素か又はその等価物が記述される場合には、そのような特許請求の範囲は、１つか又は複数のそのような要素の混合を含み、２つか又は３つ以上のそのような要素を必要もせず除外もしない。更に、識別される要素のための第１か、第２か、又は第３などの基本的な指標は、要素どうしを区別するために使用され、そのような要素の必要な数か又は限定数を示しておらず、別様に特に指定されない限り、そのような要素の特定の位置か又は順序を示していない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態による、プラズマランプシステムのブロック図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、プラズマランプの断面図である。
【図３】図２内に示されるようなプラズマランプに使用可能な楕円共振導波路の相対的な入力と出力との電力比率の例示的なマッピングを示すグラフである。
【図４】本発明の更に別の実施形態による、プラズマランプの断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態によるプラズマランプの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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