将法拉第罩施加到微波光源的谐振器上的方法技术

一种将法拉第罩施加到透明谐振器(1)的方法，该谐振器包括含有微波可激发材料的中空(2)，且适于微波在该谐振器中以及该法拉第罩中谐振，从而在该中空中产生发光等离子体，该方法包括以下步骤：·在所述透明谐振器上沉积导体材料；·在导体材料上施加、图案化并显影光致抗蚀剂材料，以在不需要导体材料的地方暴露导体材料；·移除不需要导体材料处的所述导体材料，并从所需导体材料处移除光致抗蚀剂材料，留下导体材料的交叉网状物(11)以提供法拉第罩；以及·在导体材料的所述罩上沉积保护材料的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于微波供能的灯的光源。
技术介绍
为了产生光而在容器中激发放电是公知的。典型的例子为钠放电灯和荧光管灯。后者使用产生紫外辐射的汞蒸气。然后紫外线激发荧光粉以产生光。在电カ消耗方面，对于每瓦产生的光流明，这种灯比钨丝灯的效率高。但是，其具有的缺点是容器内需要电极。这些电极承载放电所需的电流，因此会退化并最终失效。申请人:已研发了ー种无电极灯泡的灯，如申请人的关于灯的专利申请No. PCT/GB2006/002018 (申请人的“ '2018灯”)、关于灯的灯泡的专利申请No. PCT/GB2005/005080、以及关于用于微波供能灯的匹配电路的专利申请No. PCT/GB2007/001935中所示的那样。这些申请均涉及无电极工作的灯，通过使用微波能量在灯泡中激励发光等离子体。更早的建议包括使用空气波将微波能量耦合到灯泡中，例如由Fusion Lighting公司在他们的美国专利No. 5，334，913中所制成的。如果使用空气波波导，那么灯的体积会很庞大，因为波导的物理尺寸是空气中的微波的波长的一部分。对于例如街道照明来说这是没有问题的，但是这种类型的照明对很多应用都是不合适的。为此，申请人的’2018灯使用介质波导，其能够在2. 4Ghz的工作频率下充分降低波长。这种灯适于用在家用电器中，诸如背投电视机。在申请人的国际申请No PCT/GB2008/003829、现在以No. W02009/063205公开的专利申请中，描述了ー种由微波能量供能的光源，该光源具有·固态等离子体坩埚，其材料是透明或半透明的，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，用于将诱导等离子体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部，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。在上述申请以及本说明书中所使用的“透明”是指该术语描述为透明的材料是透明的或者半透明的；“等离子体坩埚”是指包封等离子体的封闭体，当中空中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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的将法拉第罩施加到透明坩埚或其他由微波能量供能的光源的谐振器的方法。根据本专利技术提供一种将法拉第罩施加到透明谐振器的方法，该谐振器包括含有微波可激发材料的中空，且适于微波在该谐振器中以及该法拉第罩中谐振，从而在该中空中产生发光等离子体，该方法包括以下步骤·在所述透明谐振器上沉积导体材料； ·在导体材料上施加、图案化并显影光致抗蚀剂材料，以在不需要导体材料的地方暴露导体材料；·移除不需要导体材料处的导体材料，并从所需导体材料处移除光致抗蚀剂材料，留下导体材料的交叉网状物以提供法拉第罩；以及·在导体材料的所述罩上沉积保护材料的层。通常，所沉积的导体材料的厚度至少是被用于激发透明谐振器的微波的趋肤深度(skin depth)的至少两倍,优选大于所述趋肤深度的三倍。有益地，所述导体材料和保护材料通过溅射或电子束蒸发被真空沉积。所述导体材料优选为高导电材料，诸如铜，所述保护材料优选与谐振器的材料相同，通常为石英，即ニ氧化硅，或也可以为一氧化硅。为了固定所述透明谐振器，留下所述导体材料的ー环-该导体材料环是连续形式或所述交叉网状物的一部分一没有被保护材料所覆盖，该固定环被软焊(solder)或硬焊(braze)到暴露的所述导体材料。为了将光从等离子体向前导出，通常在谐振器的背表面上沉积反射材料，从而形成法拉第罩的连续延长部分。该反射材料可以与交叉网状物的材料相同，但是优选为不同的材料，虽然与其导电地接触。通常该反射材料为铝。附图说明 为了有助于对本专利技术的理解，现在将通过示例和參考如下附图来描述本专利技术的两个具体实施例，其中图I为根据本专利技术的施加有法拉第罩的透明坩埚的透视图；图2为坩埚背部角落的局部剖面图，其示出了固定环；图3为罩的局部剖面图，其示出了溅射到该罩上的保护层；以及图4为在坩埚的前表面和侧壁上溅射过程中所使用的坩埚支架的示意图。具体实施例方式首先參考附图I至附图3，透明坩埚I由石英制成，为圆形，且直径为49mm，长度为20mm。其中央具有20mm长并且直径为6mm的中空2。该直径可降低至低达3mm。一个长5mm、直径IOmm的帽3在坩埚的前表面4上将该中空密封。该中空中含有金属卤化物和惰性气体填料。天线孔5从坩埚的背表面6延伸进入并与中央的中空相邻近。坩埚具有由铜线构成的六边形网状物11形成的法拉第罩一该铜线在径向方向上，宽50微米、厚2微米ー该法拉第罩覆盖坩埚的环形表面7。该网状物延伸到前表面4上并甚至延伸到帽3上。铜裸线12围绕前表面4和环形表面7之间的角部边缘延伸；铜带13围绕临近背表面6的环形圆柱状侧壁延伸。黄铜固定环14被银焊到带13。背表面被铝层15覆盖，该铝层15与带13和法拉第罩的其余部分电接触。铝的内侧是反射层31，用于增强铝层的反射率。石英材料制成的保护层15覆盖在铜网状物11上。现在描述将法拉第罩施加至充有等离子体的坩埚的过程。应该注意的是，在实践中，多个坩埚可一起成批处理。为了能够更加清楚地解释，下文仅涉及了单个坩埚I.用标准的玻璃清洗法将坩埚清洗干净，以为金属沉积做好准备。2.在干净的炉中将坩埚加热到450°C，以完全去除表面的任何水蒸气。3.立即将坩埚装载于溅射真空腔中，优选在坩埚仍然热的时候放置。为了涂覆坩 埚的背表面，将其固定地安装并使背表面朝向铝溅射靶。为了涂覆前表面和环形圆柱侧壁，将其倾斜地安装到支架20上，诸如如图4中所示的那样。图4中具有固定构件21，该构件具有成45°角的孔22，孔中枢接有各自的支架23。这使得夹头24能够通过残留密封管25而抓紧坩埚。安装在夹头上的是锥齿轮26，该锥齿轮26啮合到安装在密封地延伸穿过构件21的轴28上的互补齿轮27。轴的旋转带动坩埚的旋转，从而使其前表面和侧壁均匀地暴露在下文描述的溅射中。4.在溅射前，首先将13. 56MHz的RF能量施加到保持坩埚的绝缘支架上。这将持续约十秒，并且会通过溅射掉原子层而清洁坩埚。还会从坩埚表面去除掉外来的微粒物质或水蒸气。5.使;t甘祸安装成使其背表面暴露,在;t甘祸的背表面施加400nm-800nm的初级光学多层涂层31，用于形成高反射率。6.操纵并安装该坩埚并使其以45°角朝向铜溅射电极。施加RF并开始沉积过程。沉积速率约为每分钟I微米，因此对于三微米的层，沉积将进行3分钟。铜32沉积在网需要存在的位置，即沉积在前表面和侧壁上。使足够多的33移动到边缘附近的背表面上，用于电接触。7.再次操纵坩埚，然后施加RF到铝溅射电极，并把铝涂层15施加到背表面，包括铜边沿33，使铝涂层与其电接触。应该注意的是，铝涂层具有两个额外的功能(i.)使法拉第罩完整；(ii.)朝坩埚外的前方反射红外线，以降低向微波源的热传输，其中所述微波源用于激励坩埚。8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·R·鲍瑟欧文，A·S·尼特，
申请(专利权)人：塞拉维申有限公司，
类型：发明
国别省市：