等离子体在光源的应用.pptx

等离子体光源一. 光源的发展历史目录二. 无极光源四. 无极等离子光源应用三. 无极等离子光源原理 3 刺激一. 光源的发展历史光源发展史原始人篝火石器时代人造火把 15000 年前第一盏灯…… 1879 年碳丝白炽灯 1909 年钨丝白炽灯电光源第一阶段 20C 40Y 气体放电灯 20C 80Y LED 光源电光源第二阶段电光源第三阶段 20C 90Y 无极灯电光源第四阶段 4 二. 无极光源 1. 概念气体放电灯示意图 LED 灯示意图白炽灯示意图①“有极灯”②无极灯无极灯结构示意图?放电腔体无内置电极?采用单种材料密闭制成?突破传统光源寿命瓶颈电光源研发热点 5 二. 无极灯?产生等离子体通常方法:充入气体;封装电极;电极火花激发气体电离存在问题: 无电极放电光源 2. 无极灯的产生高能启动脉冲电极不断蒸发灯壳变黑降低灯泡的光输出电极腐蚀电极间距增大需要更高能量脉冲启动等离子体导电?延长光源寿命?提高发光效率研制 6 二. 无极灯 2. 无极灯的产生 19C 末 Nikola Tesla 提出无极等离子体理论 1891 年 Nikola Tesla –哥伦比亚大学–实验第一个由射频场激发的无极放电在玻璃电子管内通以高频率的电流,研究高压现象,并称之为惰性气体放电管。此为等离子体无极光源的雏形 1907 年 . Hewitt 最早无极灯专利放电结构:内充少量***的球型泡壳和在球型泡壳外面包围的线圈奠定射频无极放电结构基础 20C80Y . Hewitt 无极放电光源产品实现条件:高频电子设备半导体电子技术开关电源技术 7 二. 无极灯 3. 无极放电的分类微波放电容性放电感应放电行波放电 8 二. 无极灯 3. 无极放电的分类①感应放电( H型放电) 放电管内部/外部缠绕感应线圈, 在高频电流经过线圈时,通过电磁感应原理在放电管中形成放电电流实现功率范围放电频率 10-1000W 50KHz-100MHz 基于高频感应放电原理工作电荷耦合等离子体( Inductively Coupled Plasma ,简称 ICP )光源目前品种最多、应用最广泛 9 二. 无极灯 3. 无极放电的分类③行波放电?这样的等离子体可看做是一个密封的玻璃容器放在电容的两个极板之间?同H型放电相比,耦合效率和功率密度低很多②容性放电( E型放电) 镇流器驱动频率高足够高功率密度满足光源设计要求成本高发展方向小功率放电无***放电?等离子在行波放电中产生典型:表面波放电?电磁波随着等离子体形成的通道传播?存在问题功率密度高频电子元件成本 10 二. 无极灯 3. 无极放电的分类④微波放电微波频率较高较高耦合效率、光效成本稍低微波磁控管产品成熟结构较复杂需要波导、耦合腔微波触发耦合等离子体光源(Microwave trigger coupled plasma light source) LIFI 等离子体灯实物图