1、等离子体光源一. 光源的发展历史目录目录二. 无极光源四. 无极等离子光源应用三. 无极等离子光源原理80%Information刺激一. 光源的发展历史光源发展史光源发展史原始人篝火篝火石器时代人造火把人造火把15000年前 第一盏灯第一盏灯 1879年碳丝白炽灯碳丝白炽灯1909年钨丝白炽灯钨丝白炽灯电光源第一阶段 20C 40Y气体放电灯气体放电灯20C 80YLED光源光源电光源第二阶段 电光源第三阶段 20C 90Y无极灯无极灯电光源第四阶段 二. 无极光源1. 概念气体放电灯示意图气体放电灯示意图LED灯示意图灯示意图白炽灯示意图白炽灯示意图 “有极灯有极灯” 无极灯无极灯无极灯结
2、构示意图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 提高发光效率研制研制二. 无极灯2. 无极灯的产生19C末Nikola Tesla提出无极等离子体理论提出无极等离子体理论1891年Nikola Tesla 哥伦比亚大学哥伦比亚大学 实验实验第一个由射频场激发的无极放电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
3、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等离子体无极光源的雏形1907年P.C. Hewitt最早无极灯专利最早无极灯专利放电结构放电结构：内充少量汞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20C80YP.C. Hewitt无极放电光源产品无极放电光源产品实现条件实现条件：高频电子设备 半导体电子技术 开关电源技术二. 无极灯3. 无极放电的分类微波微波放电放电容性容性放电放电感应感应放电放电行波行波放电放电二. 无极灯3. 无极放电的分类 感应放电（感应放电（H型放电）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
4、原理在放电管中形成放电电流实现功率范围实现功率范围放电频率放电频率10-1000W50KHz-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、应用最广泛二. 无极灯3. 无极放电的分类 行波放电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 容性放电（容性放电（E型放电）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汞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
5、密度 高频电子元件成本二. 无极灯3. 无极放电的分类 微波放电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等离子体灯实物图等离子体灯实物图二. 无极灯3. 无极放电的分类 微波放电微波放电LIFI等离子体灯等离子体灯白炽灯白炽灯普通日光灯普通日光灯发光效率(ml/W)60-1201570显色指数(CRI)80-9610070色温(K)6500-10000覆盖可见光谱2800全系列寿命(h)1000010008000LIF
6、I等离子体灯实物图等离子体灯实物图二. 无极灯 微波触发耦合等离子体无极光源 (Microwave trigger coupled plasma electrodeless light source)微波硫灯LIFI等离子体灯3. 无极放电灯的分类技术成熟、商品化技术成熟、商品化 高频电感耦合等离子体无极光源 (High frequency inductively coupled plasma electrodeless light source)无极荧光灯三. 无极等离子体光源原理1. 微波触发耦合等离子体无极光源微波放电无极光源原理示意图微波放电无极光源原理示意图微波发生器谐振腔微波能量传
7、输激发腔内放电管波导、电缆电子碰撞、改变方向获得能量激发电离粒子放电、发光1992年 USA Fusion Lighting 公司首先发明放电灯放电灯硫(S)启动气体2.45GHz微波微波激发微波硫灯工作示意图微波硫灯工作示意图特点优点：光效、显色指数、工作寿命指标良好缺点：较大功率、高光输出工作条件难进入商业、工业、家庭照明领域2.45GHz处于无线、WiFI、以太网波段高频泄露造成干扰 微波硫灯微波硫灯三. 无极等离子体光源原理USA Lusim 公司发明 功率偏大问题解决 高频干扰问题解决LIFI灯泡外形图灯泡外形图LIFI灯泡陶瓷圆盘散热器件LIFI灯泡实物图灯泡实物图耐高温高压石英玻
8、璃管耐高温高压石英玻璃管惰性气体微量汞金属卤化物900MHz微波激发微波激发 LIFI微波触发耦合等离子体无极光源（微波触发耦合等离子体无极光源（LIFI灯）灯）三. 无极等离子体光源原理 LIFI微波触发耦合等离子体无极光源（微波触发耦合等离子体无极光源（LIFI灯）灯）三. 无极等离子体光源原理LIFI灯的电子系统结构灯的电子系统结构圆盘的谐振频率电能反馈天线放大器输入天线送回陶瓷圆盘能量传输 LIFI微波触发耦合等离子体无极光源（微波触发耦合等离子体无极光源（LIFI灯）灯）三. 无极等离子体光源原理LIFI灯的电子系统结构灯的电子系统结构绝缘介质谐振腔高频发射器波导反馈传感器产生和控制
9、等离子体的激励过程 高频干扰问题解决 LIFI微波触发耦合等离子体无极光源（微波触发耦合等离子体无极光源（LIFI灯）灯）三. 无极等离子体光源原理特点 发光效率 60-120 lm/W 显色指数由 80 到 96 寿命 10000 h （每天工作 8 h，可工作 3年） 色温 LIFI微波触发耦合等离子体无极光源（微波触发耦合等离子体无极光源（LIFI灯）灯）三. 无极等离子体光源原理 LIFI微波触发耦合等离子体无极光源（微波触发耦合等离子体无极光源（LIFI灯）灯）LIFI-STA-40 系列产品特性系列产品特性三. 无极等离子体光源原理四. 无极等离子体光源的应用 显色性好 色温高 发光效率好 寿命长 电调光幅度大 灯泡泡壳小 光强分布特性好优点应用l Robe 公司新型电脑灯系列 Robin 300 Plasma Spot & Washl SeaChanger Nemo 自动换色成像灯数字摄影领域家庭照明领域演绎照演绎照明领域明领域
