[发明专利]等离子体坩埚的密封

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体坩埚的密封以及密封的等离子体坩埚。

背景技术

在申请人的PCT/GB2008/003829中，已经描述且申请保护一种以微波能量为动力的光源，该源具有：

·透明材料的固态等离子体坩埚，该透明材料用于使光从中离开，该等离子体坩埚具有在该等离子体坩埚中的密封中空(void)，

·围绕该等离子体坩埚的法拉第罩，该罩至少部分透光，用于使光从该等离子体坩埚离开，同时该法拉第罩是微波封闭的，

·在所述中空中的可由微波能量激发的材料的填充物，用于在其中形成发光等离子体，和

·布置在等离子体坩埚中的天线，用于将等离子体感应的微波能量传输到填充物，该天线具有：

·延伸到等离子体坩埚外部的连接，用于耦合至微波能量源；

该布置使得来自该中空中的等离子体的光能够传播通过该等离子体坩埚并且经由该罩从等离子体坩埚中辐射出去。

发明内容

在上述申请中，申请人曾给出以下定义：

“透明”是指该术语描述为透明的材料是透明或者半透明的；

“等离子体坩埚”是指[用于]包封等离子体的封闭体，当中空的填充物由来自天线的微波能量激发时，该等离子体位于中空中。在本申请中，申请人将继续使用这些定义，但须在密封时坩埚中没有等离子体的环境下使用。因此，如此处使用，这些定义包括词语“用于”。

在本申请中，申请人定义：

“被填充等离子体坩埚”是指把可激发的发光填充物密封在其中空内的透明等离子体坩埚。

这样的被填充等离子体坩埚可具有固定密封在坩埚中的天线，可以是在中空内，或是在坩埚中的凹入型件内，天线被插入到该凹入型件内用于坩埚的使用。

本发明的目的是提供一种改善的密封被填充等离子体坩埚的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种密封被填充等离子体坩埚的方法，包括以下步骤：

·提供具有敞开的中空的透明材料的等离子体坩埚，所述中空具有开口；

·提供从坩埚的开口延伸出来的管，该管对坩埚气密密封；

·经由该管加入可激发材料到中空内；

·经由该管将中空抽真空；

·经由该管引入惰性气体到中空内；以及

·通过在开口或靠近开口密封管来密封该中空，包封可激发材料和惰性气体。

优选地，所述密封步骤包括压破和熔化所述管。

然而，在一些实施例中，现在描述的插塞将不被使用，在其他实施例中：

·中空配置有用于中空的开口处的插塞的止挡，以及

·插塞经由管被放置在开口内，靠于止挡，所述插塞和开口的形状互补用于定位插塞以使其密封在开口内，并配以留隙和/或局部成形以允许气体从流出及流入中空。

在另一个替代方案中，插塞可被密封靠于坩埚的平面。

在不使用插塞的情况下，管可被置于且熔化到坩埚的表面上。可替代地，管可被置于且熔化到位于中空的开口处的坩埚的表面内的配对孔中。

在被填充等离子坩埚的一些应用中，坩埚可以被管所支撑，而管仍从坩埚中延伸出来。在其他应用中，在靠近密封处移去管且坩埚由其自身支撑。

根据本发明的另一方面，提供一种被填充的等离子坩埚，具有：

·从被密封的开口处延伸出的管或其剩余部分。

从位于坩埚被密封的开口处的相对表面延伸出的第二管或其剩余部分。

在坩埚为石英的情况下，尽管可以通过模制或烧结来形成坩埚或管；但更方便的是用一块石英制成坩埚，在其中机械加工出中空，并且通过加热和熔化将石英管密封至该块体。通过去尖方便地完成坩埚的最终密封，即局部加热靠近坩埚的管，当其变软时，使气压压破它，撤去加热并拉掉剩余的管。

为了在钻孔后清理中空，特别是去掉可能干扰等离子体放电的特定杂质，优选超声清洗中空，然后火焰抛光以增加透明度且防止裂纹扩展。为此，中空优选被完全贯通坩埚地钻孔，然后在抛光后将其与管相对的端部密封。

插塞可以熔化到开口中或至少被压破且密封的管所保持。

采用常规的火焰或氩离子火焰便于熔化石英管。