[发明专利]微波与等离子体耦合率可调的谐振腔及微波等离子体装置

说明书

本发明实施例提供了一种大功率微波与其激发产生的等离子体耦合率可调的谐振腔，包括：圆柱谐振腔、等离子体生成装置、支撑装置及调节装置；等离子体生成装置，与支撑装置连接；支撑装置，一端连接等离子体生成装置，另一端连接调节装置；调节装置，与支撑装置连接；谐振腔，用于产生激发等离子所需的强微波场，包裹等离子体生成装置、支撑装置及调节装置。本发明实施例还提供了一种高效率的微波等离子体装置,包括：微波传输装置及上述谐振腔；微波传输装置与微波和等离子体耦合率可调的谐振腔耦合一起，用于向微波与等离子体耦合率可调的谐振腔内传输大功率微波并激发等离子体。本发明可以获取动态可调与最大化的等离子体电离效率。

技术领域

本发明实施例涉及能源领域，尤其涉及一种微波与等离子体耦合率可调的谐振腔及微波等离子体装置。

背景技术

大功率微波等离子体装置，是一种高效率的无极灯。能够在红外、可见光和紫外产生光谱很宽的高亮度光，用于照明、强辐照和材料固化处理，具有无灯丝、无电极、光效强、低能耗，使用寿命长等技术优势，光通量可几近持之以恒，整个寿命期限基本无衰减的超强光亮度。

大功率微波等离子体装置包含一个大约30mm左右石英球，球泡中含有氩气和其它填充物质，用于产生不同波段的光。球泡置于一个金属网的微波谐振腔中。一个磁控管发射特定频率的微波，通过波导耦合进入微波谐振腔，在整个微波谐振腔内形成电场，石英球中的氩气会在电场中受到激发并电离。但是，由于电场强度在微波谐振腔内的分布是不均匀的，而石英球在不同的电场强度中的电离效率并不相同，现有的大功率微波等离子体装置的微波谐振腔中的石英球通常是位置固定的，所以石英球的电离效率通常不能得到充分发挥。因此，获取一种可以获取石英球最大等离子体电离效率的微波谐振腔，并包含该谐振腔的大功率微波等离子体装置就成为业界亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种大功率微波与等离子体耦合率可调的谐振腔及微波等离子体装置。

一方面，本发明实施例提供了一种大功率微波与等离子体耦合率可调的谐振腔，包括：等离子体生成装置、支撑装置、调节装置及谐振腔；所述等离子体生成装置，与所述支撑装置连接，用于生成等离子体；所述支撑装置，一端连接所述等离子体生成装置，另一端连接所述调节装置，用于支撑所述等离子体生成装置；所述调节装置，与所述支撑装置连接，用于调节所述等离子体生成装置在所述微波与等离子体耦合率可调的谐振腔内的位置；所述谐振腔壁，包裹所述等离子体生成装置、支撑装置及调节装置，用于形成所述微波与等离子体耦合率可调的谐振腔。

另一方面，本发明实施例提供了一种微波与等离子体耦合率可调的微波等离子体装置,包括：微波传输装置及上述微波与等离子体耦合率可调的谐振腔；所述微波传输装置，与微波与等离子体耦合率可调的谐振腔耦合，用于向微波与等离子体耦合率可调的谐振腔内传输微波以电离等离子体。

本发明实施例提供了一种微波与等离子体耦合率可调的谐振腔及微波等离子体装置，通过在谐振腔下部加装调节装置，可以实时调节等离子体生成装置在谐振腔内电场中的位置，从而获取最大的等离子体电离效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例中微波与等离子体耦合率可调的谐振腔的结构示意图；

图2是本发明第二实施例中微波与等离子体耦合率可调的谐振腔的结构示意图；

图3是本发明第三实施例中一种微波等离子体装置结构示意图；

图4是本发明第四实施例中一种微波等离子体装置结构示意图；