专利名称：气密封灯、气密封灯的制造方法以及发光系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及发光系统，尤其是涉及高强度放电(HID)灯，特别是涉及气密封灯及其制造方法，改进密封特征以及对于腐蚀剂材料例如卤化物和金属卤化物的耐腐蚀能力。
背景技术：
高强度放电灯通常由陶瓷管形体或电弧管而形成，该陶瓷管形体或电弧管由一个或多个端部结构来密封。对于该陶瓷管形体，端部结构通常使用密封玻璃来密封，该密封玻璃的物理和机械性能都与陶瓷部件和端部结构匹配。密封通常涉及加热陶瓷管形体、端部结构和密封玻璃的组件，以便使密封玻璃熔化，并与陶瓷体起反应，从而形成较强的化学和物理粘合(bond)。陶瓷管形体和端部结构通常由相同材料例如多晶氧化铝(PCA)制成。不过，对于特定用途，可能需要使用不同材料来用于陶瓷管形体和端部结构。在各种情况下，通过密封处理，在连接部件之间的交界面以及用于不同部件的材料中将形成各种应力。例如部件材料可能有不同的机械和物理性能，例如不同热膨胀系数(CTE)，这可能导致残余应力和密封裂纹。这些可能的应力和密封裂纹对于高压灯特别成问题。
在陶瓷管形体和端部结构之间的交界面的几何形状也造成了前述应力。例如，端部结构通常具有塞子或口袋的形状，它与陶瓷管形体的平表面和柱形表面交界。当部件有不同热膨胀系数和弹性特性时，由于不同应变而产生残余应力，这使得材料不能释放成无应力状态。例如，当为塞子型端部结构时，如果塞子的热膨胀系数小于陶瓷管形体和密封玻璃，那么在陶瓷-密封玻璃中产生压缩应力，而在塞子区域中产生拉伸应力。
除了陶瓷管形体和端部结构，高强度放电灯还包括内部材料(例如气体)和电极材料，以便产生发光所希望的高强度放电。布置在高强度放电灯中的特定内部材料可能影响密封特性、光特性以及可用于灯部件和密封玻璃的材料类型。例如，某些内部材料例如卤化物和金属卤化物可能适合于光特性，但是它们对包括管形体和端部结构的某些陶瓷和金属部件产生腐蚀。
在特定用途中(例如需要良好光学控制的光投射)，现有的高强度放电灯不能提供合适的光特性和颜色特性。例如，现有的高强度放电灯通常局限于它们的“投射屏幕光通量”，即较大视在源尺寸以及在投射屏幕光通量的光谱分布中的红色含量不充分。光散射或源尺寸将定量表示为“etendue”，而缺乏红色含量将定量表示为高强度放电灯的“颜色效率”。这些缺点限制了投射系统例如计算机或投影系统的屏幕亮度。
发明内容
因此，需要提供一种改进密封特性的发光系统例如高强度放电灯。
本发明提供了一种灯，其包括电弧封套，该电弧封套有开口端；以及端部结构，该端部结构与该电弧封套在开口端处扩散粘接。该端部结构还有伸入该电弧封套内的充料通道。
本发明还提供了一种制造灯的方法，包括使电弧封套与有充料通道的端部结构扩散粘接；通过充料通道将合适物质注入电弧封套内；以及封闭该充料通道。
本发明还提供了一种发光系统，包括发光装置，该发光装置包括空心本体，该空心本体包括扩散粘接在一起的第一部分和第二部分，其中，第一部分和第二部分中的至少一个包括透明陶瓷；一对电弧电极(，该对电弧电极支承在空心体中；以及可离子化气体和水银，该气体和水银装在空心体中。发光装置的另一实施例有电弧封套和端部结构，该端部结构扩散粘接在电弧封套的开口端上。
通过阅读下面的详细说明并参考附图，可以清楚本发明的前述和其它优点和特征，附图中图1是根据本技术的某些实施例的灯的透视图；图2是图1中所示的灯的侧剖图，表示了电弧封套、端部结构和充料管的气密密封组件；图3是根据本技术的某些实施例的灯的可选实施例的侧剖图，该灯有弯曲电弧封套、端部结构和充料管；图4是表示图2和3中所示的封套和端部结构的材料扩散对接接头的实例的特写侧剖图；图5是表示连接图2和3中所示的端部结构和充料管的材料扩散接头的实例的特写侧剖图；图6、7和8是具有与各种电弧封套连接的一个或多个充料管的灯的还一可选实施例的侧剖图；图9是表示连接图6-8中所示的封套和充料管的材料扩散接头的实例的特写侧剖图；图10、11、12和13是图6中所示的灯的侧剖图，它进一步表示了灯的充料和密封处理；图14是表示图1-13中所示结构的灯装配、充料和密封处理的流程图；图15是图3中所示的灯的可选实施例的侧剖图，它进一步表示了电弧封套与端部结构通过密封材料进行的对接密封；图16是图3中所示的灯的另一可选实施例的侧剖图，它有台阶形端部结构；图17、18和19表示了图16中所示的密封的可选结构的特写剖视图；图20和21是图3中所示的灯的还一实施例的侧剖图，表示了可选的端部结构和密封结构；图22是图6中所示的灯的可选实施例的侧剖图，它有倾斜电极；图23是图6中所示的灯的可选实施例的侧剖图，它有偏离的充料管；图24是图8中所示的灯的可选实施例的侧剖图，它有环绕充料管内的两个引线中的一个的非导体外壳；图25是图24中所示的充料管的剖视图，它还表示了由非导体外壳隔开的两个引线；图26是图8中所示的灯的可选实施例的侧剖图，它有在充料管内环绕一对用于电极的引线的非导体填料或密封材料；图27、28、29、30和31是图3中所示的灯的可选实施例的剖视图，表示了充料管和电弧极的各种结构；图32是根据本技术的某些实施例的可选灯的侧剖图，该灯有上部和底部杯形部分、倾斜电弧电极和反射层或涂层；以及图33是图3中所示的灯的可选实施例的侧剖图，它有用透镜透射光的圆顶形结构。
具体实施例方式
如下面详细所述，本发明的实施例提供了用于减小在灯组件例如高强度放电灯中产生裂纹和应力的可能性的各种独特密封系统和方法。这些密封系统和方法使得该灯可以在超过普通工作情况的相对较高温度和压力下工作。例如，灯的某些实施例可在内部压力超过200巴和内部温度超过1000开氏度的情况下工作。在其它实施例中，灯可在内部压力超过300至400巴和内部温度超过1300至1400开氏度的情况下工作。根据特殊结构材料、内部填充材料(例如惰性气体、水银等)、几何形状和其它特征，灯也可在甚至更高的温度和压力下工作。除了前述温度和压力条件，灯也可以在有各种腐蚀性内部填充材料例如卤化物和金属卤化物的情况下工作。
如下面更详细所述，灯的前述特征是由于使用了材料扩散密封技术、室温密封技术、局部或聚焦热密封技术、简化密封交界面、多区域密封技术和/或耐腐蚀材料。例如，材料扩散密封技术便于除去在灯部件之间的粘接交界面处的密封材料或交界面基质。除去该密封材料交界面减小了残余应力和最终产生裂纹的可能性，该残余应力和裂纹通常是由于各个灯部件和密封材料的不同热膨胀系数(CTE)造成的。另外，除去密封材料便于减小腐蚀的危险或与填充材料的不利作用。非热或室温密封技术通过在室温下使可延展材料机械变形或卷边而产生密封件。局部或聚焦热密封技术通过将热聚焦(例如激光焊接)在所希望的密封区域而减小对灯部件的热冲击和损害。简化密封交界面基本减小了在具有不同热膨胀系数的部件之间产生压缩和拉伸应力的可能性。例如，某些部件进行端对端地密封，这样，交界面将沿单个平面。因此，该平面交界面或对接密封基本消除了在粘接部件之间产生压缩或拉伸应力的可能性。多区域密封技术也减小了在具有不同热膨胀系数的部件之间产生压缩和拉伸应力的可能性。该多区域密封技术将不同密封材料物理分开和/或施加在密封交界面的各个部分而不是有平面交界面。如后面详细所述，灯的实施例由能够通过前述技术密封且能够承受相对较高温度和压力以及腐蚀性材料(例如卤化物)的各种材料形成。
尽管本技术用于各种发光系统，但是上述独特特征将参考图1-21中所示的几个灯的实例来介绍。下面参考这些附图，图1是根据本发明某些实施例的灯100的透视图。如图所示，灯10包括空心体或电弧封套12、充料结构14和端部结构20的气密密封组件；该充料结构14有穿过端部结构18延伸的充料管16。如图所示，该电弧封套12有柱形或管形几何形状，同时端部结构20有板形或帽式几何形状。灯10还有引线22和24，该引线22和24穿过(或从)端部结构18和20伸入电弧封套12。在该电弧封套12中，电弧电极21和23从引线22和24伸出并终止于电弧末端26和28。在电弧末端26、28之间的电弧间隙根据电弧电极21和23插入端部结构18和20内的距离来设定。内部填充材料30也可以布置在气密密封组件内。例如，填充材料30的某些实施例包括稀有气体和水银。填充材料30的其它实施例还包括卤化物例如溴或稀土金属卤化物。
如后面更详细所述，灯10的某些实施例通过一种或多种密封材料、材料扩散或共同烧结处理、局部加热和/或其它合适技术而粘接或密封在一起。例如，灯10的一个实施例具有施加在端部结构18和20与电弧封套12的相对端之间的密封材料。在另一实施例中，端部结构18和20在不使用任何密封材料的情况下通过材料扩散而粘接在电弧封套12的相对端上。同样，灯10的某些实施例有通过施加一种或多种密封材料、材料扩散和/或局部加热而粘接在各个端部结构18、20上的充料管16和引线22和24。在将填充材料30注入电弧封套12中之后，充料管16通过局部加热、冷焊接、卷边和/或其它合适密封技术来密封。
灯10的各个实施例也有各种不同的灯结构和形式，例如高强度放电(HID)或超高强度放电(UHID)灯。例如，灯10的某些实施例包括高压钠(HPS)灯、陶瓷材料卤化物(CMH)灯、短弧灯、超高压(UHP)灯或聚光灯。如上所述，灯10进行独特密封，以便适应较极端的工作状态。在外部，灯10的某些实施例能够在真空、氮气、空气或各种其它气体环境中工作。在内部，灯10的某些实施例保持压力超过200、300或400巴，温度超过100、1300或1400开氏度。例如，灯10的某些结构在400巴内部压力下和在400巴的水银露点或高于该水银露点的内部温度下工作，该水银露点即大约1400开氏度。更高内部压力也特别有利于短弧灯，该短弧灯能够在灯内部压力增加时产生更小(例如它在所有方向上更小)电弧。灯10的不同实施例也密封保持各种填充材料30例如稀有气体和水银。在某些实施例中，填充材料30包括卤化物(例如溴、碘等)或稀土金属卤化物。
灯10的部件由各种材料形成，这些材料彼此相同或不同。例如，电弧封套12的不同实施例由各种透明陶瓷和其它材料形成，例如钇-铝-金刚砂、镱-铝-金刚砂、微粒多晶氧化铝(μPCA)、氧化铝或单晶蓝宝石、氧化钇、尖晶石和氧化镱。封套12的其它实施例由普通灯材料形成，例如多晶氧化铝(PCA)。不过，前述材料优选是提供有较低光散射和其它合适特征。电弧封套12的各种实施例还有不同形式，例如球形、柱形、半球形或任何其它合适空心体。
对于灯10的端部结构18和20，这些部件由各种陶瓷和其它合适材料形成，例如铌、涂覆有耐腐蚀材料(例如耐卤化物材料)的铌、金属陶瓷(例如稳定氧化锆金属陶瓷、氧化铝-钨等)以及其它导电或非导电材料。例如，稳定氧化锆金属陶瓷的某些实施例包括钼-稳定氧化锆金属陶瓷或钨-稳定氧化锆金属陶瓷。而且，在稳定氧化锆陶瓷的不同实施例中，氧化锆通过氧化钇、氧化钙、氧化镁或合适的镧系元素而稳定。铌的热膨胀系数接近使用的陶瓷的热膨胀系数，且它的热化学性质为能够稳定地抗热钠和水银蒸气。因此，铌对于某些用途特别有利。不过，当腐蚀性材料例如卤化物布置在灯10中时，耐腐蚀材料为优选。例如，包括钼的耐腐蚀材料特别能抗热卤化物蒸气。在一个实施例中，端部结构18、20包括涂覆有薄钼层的铌板。该薄层足够薄，以便使钼和陶瓷之间热膨胀系数的不匹配减至最小，从而减小最终产生陶瓷应力和裂纹的可能性。金属陶瓷例如氧化铝-钼、氧化铝-钨、钨-氧化钇-稳定氧化锆或钼-氧化钇-稳定氧化锆也特别有利于灯10。例如，某些金属陶瓷的CTE与陶瓷电弧封套12相对接近匹配，同时还能够耐热卤化物蒸气。钼-氧化钇-稳定氧化锆金属陶瓷的实例包括百分之35至70容积组分的氧化锆。在某些实施例中，钼-氧化钇-稳定氧化锆金属陶瓷有百分之55至65容积组分的氧化锆。不过，任意其它合适的钼-氧化钇-稳定氧化锆组分也在本技术的范围内。
对于灯10的电部件，当端部结构材料不导电时，引线22和24的某些实施例穿过端部结构18和20，并与电极21和23物理连接。在其它实施例中，当端部结构材料导电时，引线22和24直接安装在端部结构18和20上，从而形成从24通过20至23以及从22通过18至21的导电通路。引线22和24包括任意合适材料，例如钨或钼。当材料相容时，灯的其它实施例有扩散粘接到端部结构和充料管上的引线22和24。例如，扩散粘接的实例包括在相应部件之间的钨金属陶瓷扩散粘接或钼扩散粘接。同样，电极21和23以及电极末端26和28包括钨和任意其它合适材料。
对于充料管16，灯10的不同实施例有各种不同结构和材料组分，例如铌。不过，充料管16的某些实施例具有在高温和高压下的稳定性、抗腐蚀材料例如热卤化物蒸气的稳定性、以及用于冷焊接充料管16的延展性。例如，充料管16的某些实施例由钼和铼的合金形成，该钼和铼都能稳定地抗热卤化物。尽管任意合适的组分都在本发明的范围内，不过钼-铼合金实例包括大约百分之35至55重量的铼。在某些实施例中，钼-铼合金包括大约百分之44至48重量的铼。不过，任意其它合适的钼-铼组分也在本技术的范围内。钼和铼的合金也有充分的延展性，以便使充料管16能够通过卷边处理、冷焊接处理或任意其它合适的机械变形技术而进行气密密封。在灯10的某些实施例中，前述卷边、冷焊接和局部加热的组合和/或多步骤也用于密封该充料管16。不过，在灯10的示例实施例中，在没有外部加热的情况下进行充料管16的初始气密密封(例如通过冷焊接)。这样，填充材料30的挥发性组分并不会在电弧封套12中过度加热。而且，冷焊接基本消除了对灯10的电弧封套12和其它部件的热冲击。需要时，对冷焊接进行局部加热，以便于使充料管16进行更强密封。例如，当卷边工具用于进行冷焊接时，进行局部加热的一个技术是加热工具的卷边夹钳。另一种局部加热技术涉及在通过工具首先产生冷焊接后向该冷焊接进行局部加热。这样，该局部加热保证冷焊接或卷边充料管16能够承受更高压力，例如从1至500大气压(例如200、300或400atm)的内部压力。激光焊接是局部加热技术的一个实例。
如上所述，充料结构14的充料管16使得电弧封套12的容积能够抽空和回充合适的填充材料30，例如稀有气体、水银、卤化物和金属卤化物。如后面更详细所述，抽空和回充处理的示例实施例通过将充料管16简单安装在合适的处理站上来进行，与在干燥箱和/或炉中处理组件不同。当在室温下在电弧封套12中的稀有气体压力大大高于1巴时，这特别有利。
对于装配处理，灯10的某些实施例利用密封材料例如玻璃或硬钎焊料来装配。在装配处理过程中，密封材料布置在部件之间，并进行加热以便将该部件连接在一起。例如，根据灯10的某些实施例，装配处理涉及加热在电弧封套12与端部结构18和20之间、在端部结构18和20与充料管16之间、和/或在端部结构18和20与引线22和24之间的密封玻璃材料。加热通过从熔炉至激光的各种非局部和局部加热技术来进行。密封材料的某些实施例包括密封玻璃，例如铝酸钙、氧化镝-氧化铝-二氧化硅、氧化镁-氧化铝-二氧化硅以及氧化钇-氧化锆-氧化铝。其它可能的非玻璃材料包括铌基的硬钎焊料以及任意其它合适材料。某些密封玻璃能够在高温下工作。例如，铝酸钙密封材料能够在大约1500开氏度的温度下工作。
在灯10的某些实施例中，还在部件之间提供了无密封材料的粘接。因此，装配处理在各个部件之间没有任何中间密封玻璃或硬钎焊材料的情况下将部件粘接在一起，即进行无密封材料粘接。无密封材料粘接的一个实施例是通过在相邻部件之间的材料扩散或共同烧结来实现。根据灯10的某些实施例，包括钼的相邻部件通过钼扩散而粘接在一起。例如，在一个实施例中，钼引线22和24、由氧化铝-钼或钼-稳定氧化锆金属陶瓷(例如通过氧化钇、氧化钙、氧化镁或合适镧系元素来稳定的氧化锆)形成的端部结构18和20以及钼-铼充料管16通过在各个相邻部件中的钼的钼扩散而热粘接在一起。另一实例是在蓝宝石或镱-铝-石榴石(YAG)的电弧封套12和金属陶瓷的端部结构18和20之间的铝和氧化锆的材料扩散。金属陶瓷端部结构18和20的不同实施例包括钼-氧化铝金属陶瓷或钼-稳定氧化锆金属陶瓷(例如通过氧化钇、氧化钙、氧化镁或合适镧系元素来稳定的氧化锆)。还一实例是在YAG和氧化铝-钼或合适金属-金属陶瓷交界面之间形成的材料扩散粘接。其它材料也可以用于方便进行在灯10的相邻部件之间的前述材料扩散或共同烧结。此外，灯装配处理的某些实施例采用聚焦和局部加热技术(例如激光)以便于前述在灯10的各个部件之间的无密封材料粘接。如上所述，无密封材料将基本消除密封裂纹和应力的可能性，该裂纹的应力与在密封材料和灯部件之间的不同热膨胀系数有关。假定某些密封材料对腐蚀性填充材料例如卤化物和金属卤化物敏感，则前述无密封材料粘接技术进一步改进了在该腐蚀材料中工作的灯10。
为了减少产生应力和密封裂纹的可能性，在灯10的不同实施例中，灯的装配处理还采用在部件之间的变化结构交界面。例如，如后面更详细所述，该变化的结构交界面通常在部件之间有更小的角度或台阶形状，从而减小在部件之间形成拉伸和/或压缩应力的可能性。这对于具有不同热膨胀系数的部件特别有利。例如，在图1中所示的电弧封套12和端部结构18和20进行端对端密封，即对接密封，以便减小前述应力和密封裂纹的可能性。这样，端对端的密封在单个平面内，它不会受到部件的相互压缩或膨胀。
考虑到上述独特特征和材料，下面将参考图2-33介绍灯10的不同实施例。图2是灯10的侧视图，表示了在端部结构18和20与电弧封套12的相对端之间的端对端或对接密封29的实例。如图所示，端部结构18和20并不伸入电弧封套12内或环绕该电弧封套12的外周延伸。通过将密封交界面减少至单个平面(即对接端表面)，对接密封29将有效减小通常与多角度或多台阶密封交界面相关的应力和裂纹。该对接密封技术可以用于任意灯结构或类型，例如具有一个或多个能够由端部结构密封的开口端的灯。
图3表示了可选实施例的灯50的侧剖图，该灯50包括单个端部结构52，该端部结构52在平面或环形密封交界面55处与空心体或电弧封套54进行对接密封。如图所示，电弧封套54有圆顶形或杯形几何形状。如上所述，本技术利用任意合适的连接或密封机构，例如密封材料、共同烧结、局部加热和/或感应加热。与图1中所示的灯10类似，灯50也包括充料管56，该充料管56穿过端部结构52伸入电弧封套56内，这样，填充材料58可以注入灯50内。所示灯50还包括伸向电弧电极61和63的引线60和62，该电弧电极61和63有在电弧封套54内的电弧末端64和66。在该图示实施例中，端部结构52包括用于电极61和63以及引线60和62的精确定位开口65和67。这些开口65和67直接控制在电弧末端64和66之间的间距。因此，将根据开口65和67的位置精确设置合适的电弧间距，这与上面参考图1和2所述的电弧距离控制(即电弧电极的插入距离)形成对比。还有，如上所述，参考图1、2和3所述的灯10和50由在上述和后面更详细所述的任何材料和密封处理而形成。
图4是图2和3中所示的一个对接密封29和55的侧剖图。如图所示，通过相邻材料的共同烧结或扩散粘接而获得在端部结构20、52与封套12、54之间的材料扩散对接密封68，如箭头70和72所示。例如，由钼-氧化锆金属陶瓷(例如通过氧化钇、氧化钙、氧化镁或合适镧系元素来稳定的氧化锆)形成的端部结构20、52的实施例与由氧化铝(例如单晶蓝宝石)形成的电弧封套12、54的实施例通过在这两个部件之间的氧化铝和氧化锆的材料扩散而进行热粘接，以便产生对接密封68。也可选择，由氧化铝-钼金属陶瓷形成的端部结构20、52的实施例与由氧化铝(例如单晶蓝宝石)形成的电弧封套12、54的实施例通过在这两个部件之间的氧化铝的材料扩散而进行热粘接，以便产生对接密封68。该共同烧结或扩散粘接可用于任何结构形状的端部结构和电弧封套，也可用于粘接灯10的各个其它部件。
例如，图5表示了如图2和3所示的、充料管16、56与端部结构18、52之间的扩散粘接。如图所示，在端部结构18、52和充料管16、56之间的材料扩散粘接或密封74通过相邻材料的共同烧结或扩散粘接而实现，如箭头76和78所示。例如，由氧化铝-钼或钼-氧化锆金属陶瓷(例如通过氧化钇、氧化钙、氧化镁或合适镧系元素来稳定的氧化锆)形成的端部结构18、52的实施例与由钼-铼合金形成的充料管16、56的实施例通过在这两个部件之间的钼扩散而进行热粘接，以便产生材料扩散粘接或密封74。该共同烧结或扩散粘接可用于任何结构形状的充料管，包括充料管直接与电弧封套连接的结构(而不是通过端部结构)。
图6-8表示了灯10的还一可选实施例的侧剖图，该灯10有与各电弧封套连接的一个或多个充料管。在这些可选实施例中，所示电弧封套有一个或多个接收器，充料管通过密封材料、材料扩散、局部加热和/或其它合适的粘接技术而插入和密封在该接收器中。例如，图6是表示具有柱形空心体或电弧封套82的可选灯80，该电弧封套82有相对接收器或开口端84和86。如图所示，电弧封套82为柱形或管形几何形状。在装配过程中，充料管88和90装入这些开口端84和86内，并随后进行粘接，以便与电弧封套82形成气密密封。另外，引线92和94穿过充料管88和90伸向电弧封套82。然后，引线92和94再伸向具有电弧末端96和98的电弧电极93和95，该电弧末端96和98布置在电弧封套82内。如后面所述，充料管88和90随后通过卷边处理、局部加热处理和/或其它合适密封技术而密封或粘接关闭。当希望提高在这些部件之间的机械和/或热接触时，填料或中间材料环绕引线92和94而布置在充料管88和90中。例如，中间材料的一个实施例是缠绕在引线92和94上的金属丝或其它材料。不过，任意合适结构都在本发明的范围内。灯80的装配处理的实例将在后面参考图9-14更详细介绍。
如图7所述，可选的灯100提供有基本圆形(例如椭圆形、球形、长圆形等)的空心体或电弧封套102，该电弧封套102有相对接收器或开口端104和106。如图所示，电弧封套102有卵形、椭圆形或基本椭圆形的几何形状。还有，充料管108和110装入这些开口端104和106，并随后进行粘接以便与电弧封套102形成气密密封。另外，引线112和114穿过充料管108和110伸向电弧封套102，然后，该引线112和114再伸向有电弧末端116和118的电弧电极113和115，该电弧末端116和118布置在电弧封套102内。还有，充料管108和110随后通过卷边处理、局部加热处理和/或其它合适密封技术而密封或粘接关闭。灯100的装配处理的某些实施例将参考图9-14介绍。
图8表示了具有基本圆形(例如椭圆形、球形、长圆形等)的空心体或电弧封套122的另一可选灯120，该电弧封套122有单个接收器或开口端124。还有，所述电弧封套122为卵形、椭圆形或基本椭圆形的几何形状。在所示实施例中，单个充料管126装入开口端124中，随后进行粘接，以便与电弧封套122形成气密密封。在所示实施例中省略了端部结构，这提高了光学性能和发光效率，因为灯120的光障碍更少，用于分配光的透明表面更大。此外，省略端部结构将通过减少在灯120的整个装配中的粘接数目而提高灯120的密封特性。对于灯120的电子元件，引线127和128穿过充料管126伸向电弧封套122。在电弧封套122内部，电弧末端129和130布置在从引线127和128伸出的电弧电极131和133上。还有，充料管随后通过卷边处理、局部加热处理和/或其它合适密封技术来密封或粘接关闭。在所示实施例中，引线127和128通过垫片134彼此绝缘。这些垫片134使得能够准确控制在电弧末端129和130之间的电弧间隙。灯120的其它实施例通过绝缘填料材料、绝缘线护套和/或其它合适绝缘技术来使引线127和128电隔离和间隔开。各种可选实施例将在后面参考图24、25和26介绍。而且，灯100的装配处理的某些实施例将参考图9-14介绍。
如上所述，充料管80、100和120通过各种密封机构例如一个或多个密封材料、局部加热技术和扩散粘接或共同烧结技术而与相应电弧封套82、102和122连接。例如，在某些实施例中，密封玻璃料或铌基硬钎焊料布置在这些充料管80、100和120与相应电弧封套82、102、122之间的交界面处。然后通过加热整个灯或通过局部加热交界面区域而形成气密密封。在其它实施例中，在充料管80、100和120与相应电弧封套82、102、122之间形成无密封材料粘接。图9是表示使图6-8中所示的充料管80、100和120与相应电弧封套82、102、122连接的材料扩散密封132的实例的放大剖视图。如图所示，箭头135和136表示在相应充料管80、100和120与电弧封套82、102、122之间的材料扩散。还有，材料扩散的特殊类型取决于各相应部件的材料组分。
在使充料管80、100和120与相应电弧封套82、102、122装配之后，本技术进行对相应灯80、100和120的密封、抽空以及充入合适的填充材料。图10-13是图6中所示的灯的侧剖图，它们进一步表示了灯的充料和密封处理。不过，该处理也可用于其它形式的灯，例如图1-5中所示的灯。在所示实施例中，灯80有两个充料管88和90，只需要一个来将填充材料注入灯80内。因此，如图10所示，充料管88通过冷焊接或卷边操作来封闭，以便形成气密密封150。例如，由铌或钼-铼合金形成的充料管88的实施例通过卷边工具或其它机械变形工具来机械压缩。当希望在气密密封150处有更强粘接时，向该气密密封150施加热量(例如激光焊接、感应加热等)。此外，充料管88的前述密封的功能为设置引线92和/或电弧电极93的位置，从而控制电弧末端96的位置。
一旦密封，灯80与一个或多个处理系统连接，以便向该灯80中提供合适的填充材料。在图11所示的实施例中，处理系统152用于抽空在电弧封套82中的任何物质154，如箭头156、158和160所示。例如，该物质154可以包括空气、粘接处理的残余物和其它不希望的物质。
在抽空这些物质154之后，处理系统152继续用于将一种或多种填充材料162注入电弧封套82内。如图12中的箭头164、166和168所示。例如，填充材料162的某些实施例包括稀有气体和水银。填充材料162的其它实施例包括稀有气体、水银和卤化物(例如溴、稀土金属卤化物等)。而且，填充材料162的不同实施例以气体、液体或固体(例如填充材料丸)的形式注入电弧封套82内。
在将合适的填充材料162注入灯80中之后，本技术将封闭剩余的充料管90，如图13所示。例如，如上所述，充料管90的某些实施例包括延展性材料例如铌或钼-铼合金。因此，充料管90的延展性实施例通过卷边工具或其它机械变形工具来进行机械压缩，以便形成气密密封170。还有，当希望在气密密封170处有更强粘接或密封时，可以在卷边处理过程中或之后向该气密密封170区域进行局部加热。此外，充料管90的前述封闭也用于设置引线94和/或电弧电极95的位置，从而控制电弧末端98的位置。因此，充料管88和90在引线92和94和/或电弧电极93和95周围的封闭将有助于电弧末端96和98的精确电弧间隙控制。
图14是表示灯装配、充料和密封处理200的实例的流程图，最好是参考图1-13的各个灯实施例来理解该流程图。如图14所示，处理200开始于根据特殊实施例提供多个灯部件，例如空心体或电弧封套、一个或多个电弧电极和引线、一个或多个充料通道；以及一个或多个端部结构(方框202)。这些部件为标准部件或定制部件，从外部供给源进行购买，自己形成、为特殊灯进行特制、或者通过其它方式获得。例如，灯的某些实施例包括从外部供应商购买的电极，同时自己使用合适材料来制造电弧封套或充料通道。而且，灯的某些实施例有缩短或加长的电弧封套和充料管、不同材料组分、以及其它几何和材料特征。上述材料和结构也可用于在方框202中提供的灯部件。
在获得、制造或提供合适灯部件之后，继续进行处理200，以便通过合适粘接技术将灯部件连接在一起(方框204)。粘接方框204的不同实施例包括一种或多种的材料扩散粘接、密封/硬钎焊材料、感应加热、冷焊接、卷边和/或简化几何交界面。例如，粘接方框204的某些实施例将电弧封套、一个或多个端部结构以及一个或多个充料管(如图2-3和6-8所示)装配起来。当装配的灯有多个充料管时(例如图6-8)，粘接方框204还包括粘接关闭或普通封闭除一个外的其它全部充料管。例如，在某些实施例中，粘接方框204通过机械变形、局部加热和/或其它合适密封技术来封闭充料管(见图10-12)。
再到图14的方框206，继续进行处理，以便使灯部件(例如气密密封电弧封套和充料管)充满合适的填充材料例如稀有气体、水银、卤化物例如溴或碘、和/或金属卤化物(方框206)。充料步骤206通过任意合适的处理系统来进行，例如参考图10-12所述的处理系统152。如上所述，填充材料的不同实施例为气态、流体态和/或固态(例如丸、粉末等)。而且，当填充材料包括多种物质时，充料步骤206的某些实施例包括将各个物质单独或一起注入灯部件内。需要时，充料步骤206还涉及在注入前述填充材料之前抽空该灯部件。
在图14的方框208中，处理200将生成整个灯组件的气密密封，从而密封注入到灯部件内(例如在电弧封套内)的填充材料。例如，密封方框208的不同实施例包括一种或多种密封或粘接处理，例如冷焊接、局部密封(例如激光焊、感应加热等)和卷边(方框208)。由于这些密封技术，通过处理200生成的灯具有各种独特密封性能、耐腐蚀性、可在较高内部温度和压力下工作、并降低产生应力和裂纹的可能性。
如下面参考图15-21更详细所述，灯的几个实施例包括密封材料粘接。这些密封材料粘接的特性至少部分影响了用于各个灯部件(例如电弧封套、充料管和端部结构)的材料类型。例如，灯的某些实施例由与多晶氧化铝(PCA)端部结构粘接的蓝宝石管形电弧封套而形成。在部件之间的各个粘接交界面处，这些灯包括密封材料(例如密封玻璃或铌硬钎焊料)，该密封材料有合适的热膨胀系数(CTE)，以便控制各个PCA/蓝宝石密封交界面处的应力。例如，某些不同密封材料包括能够使冷却时产生的拉伸应力减至最小的密封玻璃，例如CTE值为PCA的CTE值与边缘生长蓝宝石的a轴或径向CTE值的平均值。还有，在某些实施例中，对密封材料进行局部加热，以便控制密封材料例如密封玻璃的局部微结构发展。而且，灯的某些实施例有施加在密封交界面的选定区域中(例如PCA/蓝宝石交界面)的密封材料，同时其它交界面进行无密封材料粘接(例如材料扩散粘接)。
下面将参考图15-21介绍前述的各个实施例。图15是图3中所示的灯50的可选实施例的侧剖图。如图所示，灯50有通过密封材料222在电弧封套54和端部结构52之间的端对端或对接密封220的实例。还有，所示电弧封套54有圆顶形、杯形或基本半球形几何形状。在该示例实施例中，电弧电极61和63通过粘接剂223和224而粘接在端部结构52的内侧部分上。同样，引线60和62通过粘接剂227和228而粘接在端部结构52的外侧部分上。如图所示，端部结构52包括非导电材料，它有至少两个在内侧和外侧部分之间延伸的导电部分225和226，这样，引线60与电弧电极61电连接，而引线62与电弧电极63电连接。例如，导电部分225和226的某些实施例包括金属陶瓷材料。这些可选引线结构基本避免了在端部结构52中的引线密封问题。其它实施例使得引线60和62和/或电弧电极61和63部分伸入端部结构52的内侧和外侧部分。
图16是图3中所示的灯50的另一可选实施例的侧剖图。如图所示，灯50具有一示例性的多密封材料接头230，位于电弧封套54和台阶形端部结构232之间。该台阶形端部结构232的其它实施例包括成角形的交界面(例如90度)、U形或狭槽形交界面、或者其它任何具有布置在不同方向中的部分的交界面。在该示例实施例中，选择多种密封材料，以便更好地适应沿在电弧封套54和台阶形端部结构232之间的台阶形交界面的不同热膨胀系数。这样，在灯50的接头230中产生应力和裂纹的可能性大大减小。在某些实施例中，电弧封套54和台阶形端部结构232选择为具有不同热膨胀系数，这样，电弧封套54压缩或收缩安装在该台阶形端部结构232上。该压缩力有助于提高在电弧封套54和台阶形端部结构232之间的密封。
对于图16中所示的接头230，多密封材料接头230包括沿内部圆形或环形交界面236的密封材料234以及沿电弧封套54的平面端或盘形交界面240的另外密封材料238。某些实施例还提供了在两个密封材料234和238之间的隔离材料，以便使它们保持彼此隔离。密封材料234和238通过施加合适热源而在电弧封套54和台阶形端部结构232之间进行气密粘接。在某些实施例中，在另一密封材料(例如密封材料238)固化之前对一个密封材料(例如密封材料234)进行局部加热。当该多步骤固化处理用于固化多密封材料接头230时，密封材料234和238是相同或不同的密封物质。类似地，如果在密封材料234和238之间设置隔离材料，那么，密封材料234和238也可以是相同或不同的密封物质。否则，对于密封材料234和238选择不同的密封物质。多密封材料接头230的另外结构如图17-19所示。
对于图16的端部结构，引线60和62以及电弧电极61和63部分伸入台阶形端部结构232内。在该示例实施例中，电弧电极61和63通过粘接剂243和244伸入导电部分225和226内。如上所述，导电部分225和226由台阶形端部结构232的其余非导电部分(例如金属陶瓷)包围。还有，灯部件的任何其它结构也在本发明的范围内。
下面参考图17-19，多密封材料接头230的多个不同实施例以放大剖视图表示。在图17中，阻挡材料246布置在密封材料234和238之间，以便如上述使两个密封件隔离。图18表示了多密封材料接头230的可选实施例，其中，台阶形端部结构232有在两个密封材料234和238之间延伸的附加台阶或凸缘部分248。在某些实施例中，一个或多个密封交界面236和240为有角的几何形状，以便于在电弧封套54和端部结构232之间的密封处理。如图19所示，台阶形端部结构232有沿端部交界面240的倾斜部分250。
图20和21表示了灯50的还一可选实施例。在图20的实施例中，围绕的端部结构252布置在电弧封套54的外端区域周围。如上面详细所述，各种密封技术用于使端部结构252与电弧封套54连接。不过，在所示实施例中，密封材料254和256布置在端部结构252和电弧封套54之间，并在电弧封套54的外部圆形或环形交界面258和平面端部或盘形端部交界面260。还有，该密封材料254和256包括相同或不同的密封材料。需要时，密封材料254和256由阻挡材料或凸缘分开，以便于该密封处理。而且，在某些实施例中，在多台阶固化处理中进行局部加热，以便在两个密封材料254和256中提供不同特性。
如图21所示，狭槽式端部结构270与灯50的电弧封套54连接。在该示例实施例中，灯50有在电弧封套54和端部结构270之间的三个不同密封交界面。在所示实施例中，密封材料272、274和276布置在端部结构270和电弧封套54之间，并分别在外部圆形或环形交界面278、平面端部或盘形端部交界面280以及内部圆形或环形交界面282。这些密封材料272、274和276根据灯50的具体实施方式
而包括相同或不同的密封物质。在可选实施例中，一个或多个这样的密封材料由材料扩散粘接处理来代替。在某些实施例中，局部加热也用于使各种密封材料固化和/或在三个密封材料272、274和276中提供不同特性。
图22和23是图6中所示的灯80的还一可选实施例的侧剖图。在这些可选实施例中，所示电弧电极93和95偏心地位于电弧封套82内，以便更好地适应在电弧末端96和98之间形成的电弧290。例如，图6表示了灯80的可选实施例，该灯80有倾斜离开沿纵向穿过电弧封套82延伸的中心线292。如图所示，电弧电极93和95有在电弧封套82内的倾斜部分294和296，这样，形成于电弧末端96和98之间的电弧290基本相对于中心线292定心。这样，偏离的电弧末端96和98提高了灯80的热特征和性能。
同样，图23中所示的灯80的电弧末端96和98也在电弧封套82中偏心。在该示例实施例中，充料管88和90的几何形状变化，以便使电弧电极93和95以及电弧末端96和98偏心，这样，形成于电弧末端96和98之间的电弧290基本相对于中心线292定心。如图所示，充料管88和90有不同尺寸的端部，该端部并不彼此同心。充料管88和90的管形端部298和300的尺寸设置成装入电弧封套82的开口端84和86的相对接收器内，这样，这些管形端部298和300以及开口端84和86的中心线基本相互对齐。因此，在装配过程中，这些管形端部298和300插入这些开口端84和86内，并随后通过上面所述的任何粘接技术来进行粘接，以便与电弧封套82形成气密密封。不过，充料管88和90的管形端部302和304相对较小且相对于管形端部298和300以及开口端84和86偏心305。因此，在装配过程中，引线92和94和/或电弧电极93和95固定在尺寸较小且偏心的管形端部302和304内，这样，电弧末端96和98也偏心305地定位在充料管88和90中。需要时，该偏心位置305还由填料材料、垫片或其它合适支承件来支承。不过，任意合适结构都在本技术的范围内。如上面参考图22所述，所形成的偏心电弧末端96和98提高了灯80的热特征和性能。
图24、25和26是图8中所示的灯120的其它可选实施例的剖视图。在这些可选实施例中，所示引线127和128和/或电弧电极131和133通过合适的非导电材料彼此电绝缘。所示灯120包括单个充料管126，该充料管126气密密封在基本圆形的空心体或电弧封套122的开口端124内。还有，所示电弧封套122有卵形、椭圆形或基本椭圆形的几何形状。在图24所示的实施例中，引线127和128通过环绕引线128布置的绝缘或非导电护套306而彼此电绝缘地通过充料管126。图25是充料管126的剖视图，表示在引线127和128之间的该电绝缘。需要时，引线127和128还由充料管126中的一个或多个垫片134或填料材料支承。在图26所示的实施例中，引线127和128通过绝缘或非导电填料材料308而彼此电绝缘和间隔开地穿过充料管126，该填料材料308使引线127和128完全分开。还有，任意其它合适的绝缘技术也在本技术的范围内。
图27至31表示了参考图3和15至21所述的端部结构52、232、252和270的其它可选实施例。例如，图27是可选灯310的局部剖侧视图，该灯310包括非导电的基座或端部结构312，该端部结构312为基本扁平或平面的结构。因此，端部结构312的该平面结构有利于与相邻的电弧封套(未视出)进行平面交界面粘接。该非导电基座或端部结构312还有在内表面318和外表面320之间延伸的导电部分314和316。如图所示，引线60和62在非导电端部结构312的外表面320处与导电部分314和316连接。类似地，电弧电极61和63在非导电端部结构312的内表面318处与导电部分314和316连接。因此，这些导电部分314和316提供了在引线60和62与电弧电极61和63之间的导电通路，同时还消除了由于用于引线60和62以及电弧电极61和63的通道而引起泄漏的可能性。如图27-31所示，灯310还包括充料管56，该充料管56与非导电基座或端部结构312进行气密密封或粘接。电极63和61以及引线62和60还可以部分插入导电部分316和314内，与图16中所示实施例类似。
图28是参考图27所述的灯310的俯视剖视图。如图所示，充料管56与电弧电极61和63、电弧末端64和66以及导电部分314和316间隔开。这样，充料管56的位置不会与在电弧电极61和63、电弧末端64和66以及导电部分314和316之间的空间干涉。因此，所示实施例便于使电弧电极61和63靠近定位，以便在电弧末端64和66之间提供相对较短的电弧通路。
图29是可选灯330的局部剖侧视图，该灯330包括非导电的基座和端部结构332，该端部结构332有台阶形或多高度的外周334。如图所示，端部结构332的底表面336基本上是平的。不过，多高度外周334布置在端部结构332的上表面338上，用于与相应的电弧封套(未视出)粘接。在所示实施例中，多高度外周334确定了基本L形槽340，否则该上表面338为平直几何形状。与图27中所示的灯310类似，非导电的基座或端部结构332也包括在外表面336和内表面342之间延伸的导电部分314和316。且引线60和62在非导电端部结构332的外表面336处与导电部分314和316连接。类似地，电弧电极61和63在非导电端部结构332的内表面342处与导电部分314和316连接。因此，这些导电部分314和316提供了在引线60和62与电弧电极61和63之间的导电通路，同时还消除了由于用于引线60和62以及电弧电极61和63的通道而引起泄漏的可能性。另外，灯330包括充料管56，该充料管56与非导电基座或端部结构332进行气密密封或粘接。例如，象上面参考图28所述的那样，灯330的某些实施例使部件间隔开，以便在电弧末端64和66之间提供相对较短的电弧通路。
在其它实施例中，充料管56定位成靠近电弧末端64和66，以便在电弧末端64和66之间产生电弧。例如，图30是图27中所示的灯310的可选实施例的局部剖侧视图，该灯有超过内表面318延伸的充料管56，这样，充料管56的端部344相对更靠近电弧末端64和66。因此，在充料管56和各电弧末端64和66之间的距离相对小于在电弧末端64和66之间的距离。在工作中，充料管56与电弧末端64和66相对靠近便于在充料管56和电弧末端64和66之间隔开始形成电弧。在该起始电弧之后，全弧在两个电弧末端64和66之间延伸。例如，起始弧起到使内部填充材料(例如稀有气体和水银)离子化的作用，从而降低跨接在电弧末端64和66之间的电弧间隙所需的电压。一旦气体离子化，电弧更容易跨接在电弧末端64和66之间的间隙。因此，充料管56的所示实施例包括导电材料例如钼或钼-铼合金，这样，充料管56起到用于产生电弧的起动装置的作用。
图31是图30中所示的灯310的俯视图，还表示了充料管56相对于电弧末端64和66的几何位置。如图所示，相对于在电弧末端64和66之间的正常电弧末端间距348，充料管56离电弧末端64的距离346更短。因此，该更短距离346有利于开始产生电弧，该电弧随后跨过两个电弧末端64和66。与图28所示的实施例类似，所示实施例便于使电弧电极61和63靠近定位，以便在电弧末端64和66之间提供相对较短的电弧通路。
图32是根据本发明某些实施例的可选灯350的侧剖图。如图所示，灯350包括具有上部和底部杯形部分354和356的电弧封套352，该上部和底部杯形部分354和356在台阶形或多角形交界面358处连接在一起。所示多角形交界面358包括在底部杯形部分356的凸缘结构362内的L形槽360。该L形槽360包括水平的环或盘部分364以及垂直的环或环形部分366。L形槽360的这些部分364和366与上部杯形部分354在该杯形部分354的相应相对端368和外周370处相交。在各个实施例中，该多角形交界面358采用一种或多种密封材料、扩散粘接处理、局部或非局部加热处理和/或其它合适粘接技术来气密密封。
图32中所示的灯350还包括充料管372、引线374和376、具有电弧末端382和384的角形电弧电极378和380、以及反射层或涂层386。如图所示，充料管372与底部杯形部分356连接，以便注入合适的填充材料，如上面详细所述。充料管372随后通过冷焊接、局部加热和/或其它合适的密封技术而密封关闭。
在所示实施例中，底部杯形部分356还包括非导电材料，它有至少两个在内表面392和外表面394之间延伸的导电部分388和390。引线374和376在外表面394处与导电部分388和390连接。然后，角形电弧电极378和380再在内表面392处与导电部分388和390连接。这样，导电部分388和390提供了在引线374和376以及角形电弧电极378和380之间的导电通路，同时还提高了灯350的密封特性。对于电弧电极378和380的角形结构，所示实施例使得灯350工作的电弧距离减小。此外，上部和底部杯形部分354和356的弯曲几何形状提高了对称性，并提供了用于容纳在电弧末端382和384之间形成的电弧的空间。这样，前述特征提高了灯350的热控制和性能。
此外，底部杯形部分356的弯曲几何形状以及反射层或涂层386也提高了灯350的发光性能。该反射层或涂层386起到使得由在电弧末端382和384之间形成的电弧发出的光通量更加集中的作用。在各个实施例中，反射层或涂层386的材料组分包括一层或多层钼、钨、铼和/或其它合适材料。例如，反射层或涂层386的某些实施例包括多层陶瓷。弯曲几何形状还提高了光通量的集中，同时还直接控制光通量。例如，底部杯形部分356的不同实施例包括不同曲率、半径、厚度和其它几何结构，以便更高效和精确地捕获和聚焦光通量。底部杯形部分356的实施例有各种材料组分，例如具有高折射率和低折射率的交替材料层(例如氧化钽和二氧化硅)。
图33是本发明某些实施例的可选灯400的侧剖图。如图所示，灯400包括封套402和端部结构404，它们在台阶状或多角形交界面406处连接在一起。所示多角形交界面406包括在端部结构404的外周410处的L形槽408，该L形槽408包括水平的环或盘部分412以及垂直的环或环形部分414。L形槽408的这些部分412和414与电弧封套402在该电弧封套的相应相对端416和外周408处相交。在各个实施例中，该多角形交界面406采用一种或多种密封材料、扩散粘接处理、局部或非局部加热处理和/或其它合适粘接技术来气密密封。
对于端部结构404，图33中所示的灯400还包括充料管420、引线422和424以及具有电弧末端430和432的角形电弧电极426和428。如图所示，充料管420与端部结构404连接，用于注入合适的填充材料，如上面详细所述。充料管420随后通过冷焊接、局部加热和/或其它合适密封技术而密封关闭。
在图33的所示实施例中，端部结构404还包括非导电材料，它有至少两个在内表面438和外表面440之间延伸的导电部分434和436。引线422和424在外表面440处与导电部分434和436连接。然后，角形电弧电极426和428再在内表面438处与导电部分434和436连接。这样，导电部分434和436提供了在引线422和424以及角形电弧电极426和428之间的导电通路，同时还提高了灯400的密封特性。对于电弧电极426和428的角形结构，所示实施例使得灯400工作的电弧距离减小。电弧电极426和428的角形结构还提高了灯400的热控制和性能。例如，电弧电极426和428的角形结构便于相对定心和/或对称定位在灯400的工作过程中在电弧末端430和432之间形成的电弧。这样，热更均匀地分布在整个灯400上。
对于光学特征和发光性能，图33中所示的电弧封套402包括透镜结构或圆顶442，该圆顶442有具有相对较厚的中心部分444以及相对较薄的外部部分446。在工作中，圆顶442聚焦或透射在电弧末端430、432处产生的光。例如，圆顶442的某些实施例起到将光聚焦在离灯400合适距离的特定目标上。这样，圆顶442增加了对于特殊用途的可用光。例如，圆顶442的不同实施例包括不同曲率、半径、厚度和其它几何结构，以便更高效和准确地捕获和聚焦光。通过组合图33的圆顶442和图32的底部杯形部分356，可以获得附加的性能和效率。而且，上面参考图1-33所述的任何特征都可用于图1-33所示的任意一个实施例，这样，另外的可选实施例包括这里所述的特征的任意组合。
尽管已经通过图中所示的实例表示和详细介绍了某些实施例，但是本发明可以有各种变化和改变形式。而且，应当知道，本发明并不局限于所述的特殊形式。例如，上面参考附图所述的特征可以用于与灯组件、制造处理或其它发光系统和处理进行合适组合。因此，本发明覆盖落在由后面的附加权利要求确定的本发明精神和范围内的所有变化、等效形式和可选方案。
权利要求
1.一种灯(10、50、80、100、120、350、400)，包括电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)，该电弧封套有开口端；以及端部结构(18、52、90、110、126)，该端部结构与该电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)在开口端处扩散粘接，其中，该端部结构(18、52、90、110、126)包括伸入该电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)内的充料通道(16、56、90、110、126)。
2.根据权利要求1所述的灯(10、50、80、100、120、350、400)，还包括电弧电极引线(94、114、128)，该电弧电极引线安装在充料通道(16、56、90、110、126)中。
3.根据权利要求1所述的灯(10、50、80、100、120、350、400)，还包括电弧电极(21、61、95、131、278、426)，该电弧电极与端部结构(18、52、90、110、126)连接，其中，该端部结构(18、52、90、110、126)包括非导电材料，且电弧电极(21、61、95、131、278、426)与端部结构(18、52、90、110、126)的导电部分(225、314、388、434)连接。
4.一种发光系统，包括发光装置(10、50、80、100、120、350、400)，该发光装置包括空心本体(12、54、82、102、122、352、402)，该空心本体包括扩散粘接在一起的第一部分和第二部分，其中，第一部分和第二部分中的至少一个包括透明陶瓷；一对电弧电极(21、61、95、131、378、426)，该对电弧电极支承在空心体(12、54、82、102、122、352、402)中；以及可离子化气体和水银，该气体和水银装在空心体(12、54、82、102、122、352、402)中。
5.根据权利要求4所述的系统，其中第一部分包括圆顶(54、354、442)，第二部分包括有充料管(16、56、90、110、126)的端部结构(18、52、90、110、126)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中该充料管(16、56、90、110、126)在冷焊接部分(150、170)处气密密封。
7.根据权利要求4所述的系统，其中该第一部分包括透镜结构(442)，用于聚焦光。
8.一种制造灯(10、50、80、100、120、350、400)的方法，包括使电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)与有充料通道(16、56、90、110、126)的端部结构(18、52、90、110、126)扩散粘接；通过充料通道(16、56、90、110、126)将合适物质注入电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)内；以及封闭该充料通道(16、56、90、110、126)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中扩散粘接还包括对电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)和端部结构(18、52、90、110、126)之间的交界面进行局部加热。
10.根据权利要求8所述的方法，其中扩散粘接还包括在电弧封套(12、54、82、102、122、352、402)和端部结构(18、52、90、110、126)之间的钼扩散粘接。
全文摘要
本发明公开了一种气密封灯、气密封灯的制造方法以及发光系统。其中，灯的某些实施例有电弧封套，该电弧封套有开口端；以及端部结构，该端部结构与该电弧封套在开口端处扩散粘接。该端部结构包括伸入该电弧封套内的充料通道。在发光系统的实施例中，发光装置有端部结构，该端部结构用于封闭电弧封套的开口端；以及充料管，该充料管扩散粘接在该端部结构上。发光装置的另一实施例有电弧封套和端部结构，该端部结构扩散粘接在电弧封套的开口端上。
文档编号H01J9/40GK1630020SQ200410045799
公开日2005年6月22日 申请日期2004年5月27日 优先权日2003年12月17日
发明者伯纳德·P·比莱, 詹姆斯·A·布鲁尔, 西尔万·S·库隆布, 西尔维亚·M·德卡尔, 卢亚纳·E·艾奥里奥, 安特尼·凯比德, 蒂莫西·J·萨默勒, 詹姆斯·S·瓦图利 申请人:通用电气公司