EP1876633A1 - Lampe à plasma avec des moyens pour générer dans son bulbe une onde resonante ultrasonore - Google Patents

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EP1876633A1
EP1876633A1 EP07405189A EP07405189A EP1876633A1 EP 1876633 A1 EP1876633 A1 EP 1876633A1 EP 07405189 A EP07405189 A EP 07405189A EP 07405189 A EP07405189 A EP 07405189A EP 1876633 A1 EP1876633 A1 EP 1876633A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bulb
magnetron
lamp according
plasma
plasma lamp
Prior art date
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Granted
Application number
EP07405189A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1876633B1 (fr
Inventor
Andreas Meyer
Gilles Courret
Mirko Croci
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lumartix SA
Original Assignee
Solaronix SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Solaronix SA filed Critical Solaronix SA
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Application granted granted Critical
Publication of EP1876633B1 publication Critical patent/EP1876633B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/044—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature

Definitions

  • the present invention relates to a plasma lamp comprising a quartz bulb containing at least one element of the sulfur column of the periodic table of chemical elements and means for generating and maintaining a plasma in said bulb.
  • mercury-containing devices are subject to strict regulations to limit or even prohibit, as from 1 July 2006 (Directive 2002/95 / EC of the European Parliament and the Council of January 27, 2003, Commission Decision of August 18, 2005, Commission Decision of October 13, 2005). With regard to lighting systems, their gradual withdrawal from the market is conditional on the emergence of a non-toxic alternative technology. This legal provision therefore generates a potential market of considerable size.
  • the relaxation of the molecules recomposed after dissociation produces a significant light radiation.
  • the spectrum of the emission is spread continuously from 370 to 900 terahertz and its maximum is in the visible range.
  • the energy is provided by electromagnetic induction, usually with a magnetron radiating around 2.45 GHz, to avoid contact with electrodes and thus extend the life of the bulb.
  • the active substance which is cold condensed, is placed in a bulb filled with a neutral gas. At resonance, an electric discharge is formed, which makes it possible to evaporate the active substance. The luminescent molecular plasma is then formed. The higher its temperature, the better its luminous efficiency. The temperature resistance of the bulb therefore determines the effectiveness of the system. This is why the bulb is made of fused quartz.
  • the first commercialized lamp, called SOLAR-1000 (patent US 5,404,076 ), is additionally provided with a device that keeps its bulb in rotation at about 2500 rpm (patent US 4'485'33, 1982 ).
  • the active substance used is sulfur or selenium.
  • the luminous efficiency of this lamp exceeds 110 Lm / W at full power (1400 W). But if the rotation of the bulb is stopped, its luminous efficiency decreases sharply. In the absence of ventilation, the injected power must be reduced by half in the case of sulfur, otherwise the bulb melts. The observation indicates that the plasma's ability to absorb microwaves increases with temperature, at least up to a certain limit. This positive feedback leads to a risk of thermal avalanche. It can form an overheating pocket that comes into contact with the bulb causes its rupture. The rotation of the bulb makes it possible to avoid this by stirring the plasma by thermal convection, the developed centripetal acceleration being indeed much greater than the gravitation in the majority of the bulb, for the SOLAR-1000 lamp.
  • a lamp without electrodes is also described by the publication European EP 0 897 190 .
  • this lamp although having a composition of the active medium of the same nature or of a different nature than that of the present invention, has the particularity that its bulb is cooled by an air jet and that the plasma is also stabilized by a geometric trick.
  • the bulb which is spherical or oblong in shape with a narrowing in the middle, uses an acoustic resonance for maintaining the stability of the electric discharge, the power supply being coupled by a modulated high frequency source.
  • the patent US 4,170,746 discloses an electrode lamp having areas of operation outside the acoustic resonance bands of the plasma of mercury vapor and metal halides.
  • the present invention differs of the lamp object of this patent in that it is without electrodes and that it operates in the field of acoustic resonance, area where the other lamp is unstable. This instability can lead to the destruction of the bulb, if it is designed according to the characteristics set out in this patent.
  • the patent US 5,136,170 uses a UV lamp or source using the principle of silent discharge, where electrodes are placed in the vicinity of the discharge zone. An alternating voltage that can have a high frequency is applied to allow the transmission of energy through the dielectric layers.
  • the present invention does not make use of this type of silent discharge, the mode of coupling is different by the use of a microwave cavity and, moreover, in this patent, there is no mention of the use of an acoustic resonance which, it is favorable to the stabilization of the plasma of the electric discharge.
  • the invention object of the international publication WO 02/101790 uses a capacitively coupled antenna located near the discharge area.
  • This antenna makes it possible to stabilize the light discharge, but materials having a high temperature resistance are required because the discharge is in contact with said dielectric antenna.
  • the lamp of the present invention uses a remote coupling antenna, since there is no device near the discharge zone thus promoting the stability of the electric arc. This antenna can be distant from the bulb and there is no problem of heat resistance.
  • a high frequency source located in the megahertzs is used to excite the discharge and the acoustic resonance described by the present application is not illustrated.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of known systems. More specifically, it avoids using a mechanical movement without requiring any adjuvants or placing the bulb inside a resonant cavity.
  • the plasma lamp according to the invention is characterized in that it further comprises means for generating an ultrasonic resonant wave in the bulb.
  • said bulb of the lamp is enclosed in a Faraday cage, said Faraday cage being preferably formed by a reflector closed by an electrical conductor, and said electrical conductor comprising at least one window constituted by a sheet of material transparent covered with a thin layer of electrically conductive material.
  • Said means for generating an ultrasonic resonant wave in said bulb may comprise a stroboscopic source whose beat frequency is approximately between 15 kilohertz and 200 megahertz.
  • Said stroboscopic source is advantageously provided with a reflective or refractive collimation optics for focusing its flow inside said bulb, this collimation optics preferably being integrated in the lamp reflector.
  • the means for generating an ultrasonic resonant wave in the bulb may also consist in using a bulb provided with at least two communicating volumes connected by a channel.
  • said bulb comprises a collar welded around the channel and covered with a thin layer of ceramic with high reflectivity of the plasma radiation.
  • said means for generating electromagnetic waves and maintaining the plasma comprises a magnetron.
  • this lamp comprises a passive resonant circuit connected between the magnetron and the high-voltage DC power supply of said magnetron.
  • This resonant circuit preferably has at least one resonance frequency substantially between 15 kilohertzs and 200 megahertzs.
  • this passive resonant circuit can be replaced by an active modulator arranged to inject an electric oscillation, whose spectral power occupies at least one band between 15 kHz and 200 MHz, between the magnetron and the power supply. continuous high voltage of said magnetron.
  • This modulator can be powered by said DC high voltage supply via a resistor divider bridge. When powered by the power mains, it can be coupled to high voltage through a high isolation transformer or a high insulation capacitive bypass.
  • the lamp may comprise a switch controlled by optocoupling and arranged to add an electric oscillation, the spectral power of which occupies at least one band between 15 kHz and 200 MHz, between the magnetron and the DC high voltage supply of said magnetron.
  • This switch may be placed in series in a resonant branch connected downstream of said high voltage direct magnetron power supply.
  • the plasma lamp may comprise a radio frequency booster arranged between the mains and a voltage booster which supplies said magnetron.
  • the plasma lamp 10 comprises a bulb 11 and a continuous high voltage supply (HTC) 12, connected to the electrical sector 13, and which delivers a voltage which is high enough to feed a magnetron 14. This is coupled to a microwave resonator 15.
  • the bulb 11 of the lamp 10 comprises a quartz rod 16, to hold it, which is mounted on a coupling system to the external to the microwave resonator 15.
  • the coupling of the magnetron 14 to the resonator 15 is achieved by an iris or an antenna 17.
  • the lamp 10 comprises a reflector 18, in particular a metal reflector, which surrounds the bulb 11 and which is closed by an electrical conductor 19 passing the light in the form of at least one window made of a sheet of transparent material covered with a thin layer of electrically conductive material such as a doped ceramic, by example of ITO or OTF.
  • This arrangement forms a Faraday cage and its function is to avoid the leakage of microwave radiation.
  • a radiofrequency resonant passive circuit 20, LC type for example, is inserted between the power supply 12 and the magnetron 14.
  • HTC continuous high voltage
  • HTM high voltage modulated
  • the cathode 14b of the magnetron 14 is coupled to a heating circuit 21 which is powered by the electric sector 13 through a first interference filter 22.
  • a second interference filter 23 is also mounted between the electrical sector 13 and the high voltage supply. 12.
  • One current stabilizing self-inductance 24 is connected between the high-voltage power supply 12 and the resonant passive circuit 20.
  • the illustrated plasma lamp 30, which is an alternative embodiment of that illustrated by the plasma lamp 10 of FIG. 1, comprises a certain number of components which are identical to those of the plasma lamp. 10 and have the same reference numbers.
  • An active radiofrequency modulator 31 is inserted between the power supply 12 and the magnetron 14 so as to add to the high DC voltage (H.T.C) an undulating component and thus form the modulated high voltage (H.T.M).
  • Most of the energy of the wave produced by the radiofrequency modulator 31 is in one or more bands between 15 kilohertz and 200 megahertz, determined by an oscillator 32, of the Hartley type, for example.
  • the modulator 31 is supplied with low DC voltage.
  • This power supply is taken on the high voltage by a divider bridge 34, made with two resistors, respectively R1 and R2.
  • a voltage regulator 33 is further inserted between the divider bridge 34 and the modulator 31.
  • the plasma lamp 40 illustrated in FIG. 3, is an alternative embodiment of the lamps 10 and 30 illustrated in FIGS. 1 and 2, and comprises a certain number of components which are identical to those of these lamps and which carry the same reference numbers.
  • the bulb 11 is disposed inside the cavity of the microwave resonator 15 coupled to the magnetron 14.
  • the radiofrequency modulator 31 is not put to the potential of the continuous high voltage (HTC), it is supplied by the electrical sector 13.
  • the modulator 31 is coupled to the high-voltage direct (HTC) by a high-insulation transformer 41 or 42 placed either directly on the supply line of the magnetron 14, or on a capacitive branch 43.
  • a high value safety resistor 44 may be added in parallel to the tap. Whether the transformer is in one of the positions 41 or 42, it may be advantageous to add a parallel tuning capacitor, respectively 45 or 46.
  • the plasma lamp 50 shown in FIG. 4, which is an alternative embodiment of that illustrated in FIG. 3, comprises a certain number of components which are identical to those of this lamp and which bear the same reference numerals.
  • the modulator 31 is coupled to the high direct voltage (H.T.C) by a low voltage coupling self-inductance 51 connected in series with the low voltage part of a capacitor 52 forming a capacitive bypass. Between the low voltage coupling self-inductance 51 and the capacitor 52 is injected the radiofrequency alternating current delivered by the modulator 31. In order for the latter to pass into the high-voltage line, the product of the dynamic resistance of the magnetron 14 by the The capacitance of the capacitor 52 must be greater than the inverse of the modulation frequency.
  • FIGS 5 and 6 respectively show two variants of plasma lamps 60 and 70 corresponding to the first embodiment of the invention. However, some components remain identical to components of the variants described above and therefore have the same reference numbers.
  • the modulator 31 is suppressed, but the high continuous voltage (HTC) is chopped by an optocoupled switch 61 controlled by an oscillator 32. This produces an electric wave whose energy is largely between 15 kilohertz and 200 megahertzs.
  • HTC high continuous voltage
  • the optocoupled switch 61 is placed in series in a resonant shunt 71, an LC circuit for example, connected downstream of the supply 12. Only the portion of the high-voltage DC is chopped (HTC) which is taken by a capacitive divider bridge formed of two capacitors, respectively 72 and 73. Preferably, a spark gap 74 is connected in parallel with the capacitor 72 to protect it.
  • HTC high-voltage DC
  • the modulated or chopped high voltage (H.T.M) is connected to the cathode of the magnetron 14 to supply it.
  • the high-voltage DC supply 12 may include a switching control to control the power of the lamp. In this case, it is preferable to insert a noise filter 23 upstream of the supply 12.
  • the illustrated plasma lamp 80 has a number of components which are identical to those of the lamps previously described and which bear the same reference numerals.
  • the lamp 80 comprises in particular a frequency booster 81 producing a radiofrequency wave.
  • the amplifier of this frequency booster 81 which is powered by the single-phase electrical sector 13, transfers most of the electrical power absorbed in one or more bands between 15 kilohertz and 200 megahertz, determined by the radio frequency oscillator 32.
  • the radiofrequency wave thus produced (RF) passes through a voltage booster radiofrequency transformer 82 to produce a radio frequency high voltage (HTRF). This is connected to the cathode of the magnetron 14.
  • HTRF radio frequency high voltage
  • the voltage is high enough to power the magnetron 14 after having been semi-rectified by a high-voltage radio frequency diode 83.
  • the frequency booster 81 may comprise a switching control to control the power of the lamp. In this case, it is preferable to insert a noise filter 23 upstream of the frequency booster 81.
  • the microwave electromagnetic flux that the magnetron 14 injects into the microwave resonator 15 is chopped or modulated so as to generate an ultrasonic vibration of the plasma. which generates an ultrasonic resonant wave in the bulb 11. If the cathode 14b of the magnetron 14 requires heating 21, a noise filter 22 is preferably connected upstream thereof to avoid parasitizing the electrical sector 13.
  • FIG 8 illustrates a second embodiment of the plasma lamp according to the invention which is independent of the power supply of the generator of electromagnetic waves.
  • the plasma lamp 90 comprises a stroboscopic auxiliary source of optical radiation 91 aimed at the bulb 11.
  • the magnetron 14 can then be powered by a simple high-voltage DC supply 12, the ultrasonic vibration of the plasma being obtained by absorption of the radiation. from the stroboscopic source 91.
  • This consists of a discharge bulb or one or more LED or LASER diodes powered by a pulse feed 92, the spectral power of which occupies at least one band approximately between 15 kilohertz and 200 megahertz, determined by the oscillator 32.
  • the stroboscopic source 91 is provided with a reflective collimation optic 93 or refractive 94 which focuses its flow inside the bulb 11.
  • this optic is integrated in the reflector of the luminaire 18.
  • FIGS. 9, 10 and 11 illustrate the bulb 11 of a third embodiment of the plasma lamp according to the invention which, as that described with reference to FIG. 8, is independent of the power supply of the wave generator electromagnetic.
  • the plasma is self-oscillating and it is not necessary to modulate the energy flow that can maintain it.
  • the ultrasonic vibration of the plasma is obtained by employing a bulb 11 with two communicating volumes 11a and 11b of identical radius R.
  • This quartz bulb 11 is disposed at the end of the quartz rod 16.
  • a quartz flange 110 is welded around passage neck or channel 112 formed between the two volumes 11a and 11b, said collar preferably having a width less than or equal to three quarters of the radius R of volumes 11a and 11b.
  • the flange 110 is covered with a thin layer of ceramic, for example oxide of aluminum, to reduce the optical coupling between the two volumes 11a and 11b.
  • Ceramic for example oxide of aluminum
  • These are preferably symmetrical with respect to each other and the length of the channel 112 of passage from one volume to another is chosen a little lower than their average radius (R) so that there is constructive interference between the acoustic vibrations which develop in one and the other of the volumes 11a and 11b in resonance.
  • R average radius
  • Fig. 12 is a graph showing the spectral power of the radiation of a sulfur plasma microwave lamp, divided by the power absorbed by the magnetron.
  • a model magnetron Panasonic 2M244-M1 was used. Measurements were made under stationary conditions for an absorbed power of 660 W including heating of the cathode.
  • the bulb used is spherical, its interior volume is 11 cm 3 and it is filled with sulfur at 1.47 mg / cm 3 . In addition, it is static and works in the absence of any forced cooling.
  • the spectrum 121 is obtained without forcing ultrasonic vibration of the plasma. Its spectral power is maximum at about 680 THz (wavelength in air at 440 nm), so the light is bluish.
  • the spectrum 122 is obtained with the device according to the first embodiment of the invention described with reference to Figure 3, so with the same bulb. Its spectral power is maximum at 581 THz (wavelength in air at 516 nm), the light is white. Curve 123 represents the function of spectral relative luminous efficiency in photopic vision, as defined by the International Commission on Illumination (CIE), multiplied by the maximum of the spectrum obtained with the device according to the invention 122. It can be seen that the spectral shift approaches the maximum of the emission of that of the sensitivity of the eye.
  • the device according to the invention increases the luminous efficiency from 41 to 84 Lm / W, the power consumption being counted at the terminals of the magnetron.
  • the color rendering index defined by the CIE goes from 89 to 81. The lamp is therefore suitable for the most diverse jobs, indoors and outdoors.

Abstract

L'invention concerne une lampe à plasma (40) comportant un bulbe (11) et une alimentation haute tension continue (12), raccordée au secteur électrique (13), pour alimenter un magnétron (14). Celui-ci est couplé à un résonateur hyperfréquence (15). Le bulbe (11) de la lampe (40) est disposé dans le champ du résonateur hyperfréquence (15). Un modulateur (31) est couplé à la haute tension continue (12) par l'intermédiaire d'un transformateur à haute isolation (41 ou 42) qui est placé soit directement sur la ligne d'alimentation du magnétron (14), soit sur une dérivation capacitive (43) en parallèle avec une résistance de sécurité (44) de valeur élevée. Le flux électromagnétique micro-ondes injecté par le magnétron (14) dans le résonateur hyperfréquence (15) est modulé de manière à générer une vibration ultrasonore du plasma, ce qui engendre une onde résonante ultrasonore dans le bulbe (11). Si la cathode du magnétron (14) nécessite un chauffage, un filtre antiparasite (21) est branché en amont de celui-ci pour éviter de parasiter le secteur électrique (13).

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne une lampe à plasma comportant un bulbe en quartz contenant au moins un élément de la colonne du soufre du tableau de classification périodique des éléments chimiques et des moyens pour générer et entretenir un plasma dans ledit bulbe.
    • Technique antérieure
  • Parmi les lampes ayant un bon rendu des couleurs, les lampes à décharge, fluorescentes, à halogènes ou encore à halogénures métalliques, ont toutes une efficacité lumineuse bien supérieure à celle des lampes à incandescence. C'est pourquoi elles ont pris une grande partie du marché bien qu'elles contiennent des substances toxiques, notamment du mercure dans la plupart des cas. Le risque de rejet toxique à large échelle qui en résulte est reconnu pour être un danger environnemental de première importance. Dans la Communauté européenne, les appareils contenant du mercure font l'objet d'une réglementation stricte visant à les limiter, voire à les interdire, à compter du 1er juillet 2006 (Directive 2002/95/CE du parlement européen et du conseil du 27 janvier 2003, Décision de la commission du 18 août 2005, Décision de la commission du 13 octobre 2005). En ce qui concerne les systèmes d'éclairage, leur retrait progressif du marché se fait à condition qu'une technologie de substitution exempte de toxique émerge. Cette disposition légale génère donc un marché potentiel de taille considérable.
  • Une nouvelle technologie d'éclairage, exempte de polluant, basée sur l'émission lumineuse de vapeurs diatomiques de certains éléments de la colonne dite VIA du tableau de Mendeleïev, c'est-à-dire du tableau périodique des éléments chimiques, est en développement dans divers pays tels que l'Allemagne, la Corée du Sud, le Japon, les Pays-Bas, la Russie, la Suisse, les USA. La relaxation des molécules recomposées après dissociation produit un rayonnement lumineux important. A la pression de plusieurs bars, le spectre de l'émission s'étale de façon continue de 370 à 900 térahertzs et son maximum se trouve dans le domaine visible. L'énergie est apportée par induction électromagnétique, généralement avec un magnétron rayonnant aux environs de 2,45 gigahertzs, afin d'éviter le contact avec des électrodes et ainsi de prolonger la durée de vie du bulbe. La dissociation moléculaire étant ainsi obtenue par chauffage, on constate en plus l'émission d'un rayonnement de Planck dans l'infrarouge. La substance active, qui est condensée à froid, est placée dans un bulbe rempli d'un gaz neutre. A la résonance, une décharge électrique se forme, ce qui permet d'évaporer la substance active. Le plasma moléculaire luminescent se forme alors. Plus haute est sa température, meilleure est son efficacité lumineuse. La tenue en température du bulbe détermine donc l'efficacité du système. C'est pourquoi le bulbe est en quartz fondu. La première lampe commercialisée, appelée SOLAR-1000 (brevet US 5'404'076 ), est pourvue de surcroît d'un dispositif qui maintient son bulbe en rotation à environ 2500 t/min (brevet US 4'485'33, 1982 ). La substance active employée est du soufre ou du sélénium. L'efficacité lumineuse de cette lampe dépasse 110 Lm/W à pleine puissance (1400 W). Mais si la rotation du bulbe est arrêtée, son efficacité lumineuse diminue nettement. En l'absence de ventilation, la puissance injectée doit de plus être réduite de moitié dans le cas du soufre, faute de quoi le bulbe fond. L'observation indique que la faculté qu'a le plasma à absorber les micro-ondes croît avec la température, en tout cas jusqu'à une certaine limite. Cette rétroaction positive entraîne un risque d'avalanche thermique. Il peut se former une poche de surchauffe qui en venant au contact du bulbe entraîne sa rupture. La rotation du bulbe permet d'éviter cela en brassant le plasma par convection thermique, l'accélération centripète développée étant en effet largement supérieure à la gravitation dans la majeure partie du bulbe, pour la lampe SOLAR-1000.
  • Toutefois, cette solution est trop contraignante car la partie mécanique abaisse le rapport durée de vie surcoût. De nombreuses publications décrivent des inventions visant à pallier ce défaut. Tous les lancements commerciaux à grande échelle ont cependant échoué jusqu'à présent. Ces avancées technologiques ne sont pas encore suffisantes car, soit le dispositif comporte encore un mouvement, par exemple pour forcer le passage de l'air autour du bulbe (brevets US 0'030'453 A1 et US 0'101'191 A1 ), soit le bulbe contient des adjuvants polluants (brevets US 6'157'141 , DE 101'27'961 A1 ), soit le bulbe est statique et le champ électrique tournant (brevets US 5'227'698 , US 6'476'557 B2 , US 6'476'557 B1 , US 6'873'119 B2 , US 5'367'226 ) mais ce champ polarisé est obtenu au prix d'un accroissement de la complexité de la structure de la cavité résonante et l'impossibilité de placer le bulbe à l'extérieur de ladite cavité via un couplage électromagnétique. En outre, dans les lampes à décharge connues, des moyens sont prévus pour éviter les phénomènes de résonance qui ont tendance à contraintes préjudiciables à la durée de vie de ces lampes.
  • On connaît, par la publication internationale WO 01/82332 , un dispositif d'allumage à filament pour une lampe sans électrodes. La présente invention, quoique fondée sur le même type de lampe sans électrodes que celle décrite dans cette publication, diffère en ce que cette lampe ne fait pas l'usage d'une onde ultrasonore résonnante pour influencer les caractéristiques du plasma, permettant ainsi d'éviter la rotation du bulbe.
  • Une lampe sans électrodes est également décrite par la publication européenne EP 0 897 190 . Toutefois cette lampe, bien qu'ayant une composition du milieu actif de même nature ou de nature différente que celle de la présente invention, présente la particularité que son bulbe est refroidi par un jet d'air et que le plasma est également stabilisé par une astuce géométrique. Dans la lampe de l'invention le bulbe, qui est de forme sphérique ou de forme oblongue avec un rétrécissement au milieu, fait appel à une résonance acoustique pour le maintien de la stabilité de la décharge électrique, l'alimentation en énergie étant couplée par une source haute fréquence modulée.
  • Le brevet US 4 170 746 décrit une lampe à électrodes ayant des domaines de fonctionnement en dehors des bandes de résonance acoustique du plasma de vapeurs de mercure et halogénures métalliques. La présente invention diffère de la lampe objet de ce brevet en ce qu'elle est sans électrodes et qu'elle fonctionne dans le domaine de résonance acoustique, domaine où la cette autre lampe est instable. Cette instabilité peut mener à la destruction du bulbe, si celui-ci est conçu selon les caractéristiques énoncées dans ce brevet.
  • Le brevet US 5 136 170 fait appel à une lampe ou source UV utilisant le principe de la décharge silencieuse, où des électrodes sont placées dans le voisinage de la zone de décharge. Une tension alternative pouvant avoir une fréquence élevée est appliquée pour permettre la transmission d'énergie à travers les couches diélectriques. La présente invention ne fait pas appel à ce type de décharge silencieuse, le mode de couplage est différent par l'usage d'une cavité micro-ondes et, en outre, dans ce brevet, il n'est pas fait mention de l'usage d'une résonance acoustique qui, elle, est favorable à la stabilisation du plasma de la décharge électrique.
  • L'invention objet de la publication internationale WO 02/101790 fait appel à une antenne à couplage capacitif située à proximité de la zone de décharge. Cette antenne permet de stabiliser la décharge lumineuse, mais des matériaux ayant une résistance à la haute température sont exigés, car la décharge est en contact avec ladite antenne diélectrique. La lampe de la présente invention fait appel à une antenne de couplage éloignée, car il n'y a pas de dispositif à proximité de la zone de décharge favorisant ainsi la stabilité de l'arc électrique. Cette antenne peut être distante du bulbe et il n'y a donc pas de problèmes de résistance à la chaleur. Par ailleurs, dans cette publication, une source haute fréquence située dans les mégahertzs est utilisée pour exciter la décharge et la résonance acoustique décrite par la présente demande n'est pas illustrée.
    • Exposé de l'invention
  • La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients des systèmes connus. Plus précisément, elle permet d'éviter de faire appel à un mouvement mécanique sans pour autant nécessiter de quelconques adjuvants, ni de placer le bulbe à l'intérieur d'une cavité résonante.
  • A cet effet, la lampe à plasma selon l'invention, telle que définie en préambule, est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens pour générer une onde résonante ultrasonore dans le bulbe.
  • De façon avantageuse, ledit bulbe de la lampe est enfermé dans une cage de Faraday, ladite cage de Faraday étant de préférence formée par un réflecteur fermé par un conducteur électrique, et ledit conducteur électrique comportant au moins une fenêtre constituée d'une feuille de matière transparente recouverte d'une mince couche de matériau électriquement conducteur.
  • Lesdits moyens pour générer une onde résonante ultrasonore dans ledit bulbe peuvent comporter une source stroboscopique dont la fréquence de battement se situe approximativement entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs.
  • Ladite source stroboscopique est avantageusement munie d'une optique de collimation réflective ou réfractive pour focaliser son flux à l'intérieur dudit bulbe, cette optique de collimation étant de préférence intégrée au réflecteur de la lampe.
  • Les moyens pour générer une onde résonante ultrasonore dans le bulbe peuvent également consister à utiliser un bulbe pourvu au moins de deux volumes communicants reliés par un canal. Dans cette forme de réalisation, ledit bulbe comporte une collerette soudée autour du canal et recouverte d'une couche mince de céramique à fort pouvoir de réflexion du rayonnement du plasma.
  • Dans la forme de réalisation préférée de la lampe, lesdits moyens pour générer des ondes électromagnétiques et entretenir le plasma comportent un magnétron.
  • De façon avantageuse, cette lampe comporte un circuit résonant passif branché entre le magnétron et l'alimentation électrique haute tension continue dudit magnétron. Ce circuit résonant a de préférence au moins une fréquence de résonance sensiblement comprise entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs.
  • Dans une variante de réalisation de la lampe, ce circuit résonant passif peut être remplacé par un modulateur actif agencé pour injecter une oscillation électrique, dont la puissance spectrale occupe au moins une bande entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, entre le magnétron et l'alimentation haute tension continue dudit magnétron. Ce modulateur peut être alimenté par ladite alimentation haute tension continue par l'intermédiaire d'un pont diviseur à résistances. Lorsqu'il est alimenté par le secteur électrique, il peut être couplé à la haute tension par l'intermédiaire d'un transformateur à haute isolation ou d'une dérivation capacitive à haute isolation.
  • Dans une autre variante, la lampe peut comporter un commutateur commandé par optocouplage et agencé pour ajouter une oscillation électrique, dont la puissance spectrale occupe au moins une bande entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, entre le magnétron et l'alimentation haute tension continue dudit magnétron. Ce commutateur peut être placé en série dans une dérivation résonante branchée en aval de ladite alimentation électrique haute tension continue du magnétron.
  • Dans une autre variante, la lampe à plasma peut comporter un élévateur de fréquence radiofréquence disposé entre le secteur électrique et un élévateur de tension qui alimente ledit magnétron.
    • Description sommaire des dessins
  • La présente invention sera mieux comprise en référence à la description de divers modes de réalisation et aux dessins annexés dans lesquels:
    • la figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de réalisation de la lampe à plasma selon l'invention,
    • la figure 2 représente une vue schématique d'une première variante du premier mode de réalisation tel que représenté par la figure 1,
    • la figure 3 représente une vue schématique d'une deuxième variante du premier mode de réalisation tel que représenté par la figure 1,
    • la figure 4 représente une vue schématique d'une troisième variante du premier mode de réalisation tel que représenté par la figure 1,
    • la figure 5 représente une vue schématique d'une quatrième variante du premier mode de réalisation tel que représenté par la figure 1,
    • la figure 6 représente une vue schématique d'une cinquième variante du premier mode de réalisation tel que représenté par la figure 1,
    • la figure 7 représente une vue schématique d'une sixième variante du premier mode de réalisation tel que représenté par la figure 1,
    • la figure 8 représente, en perspective coupée, un deuxième mode de réalisation de la lampe à plasma selon l'invention,
    • les figures 9, 10 et 11 représentent respectivement en coupe et en projection le bulbe d'un troisième mode de réalisation de la lampe à plasma selon l'invention, et
    • la figure 12 représente sur un graphique des mesures de la puissance spectrale du rayonnement d'une lampe micro-onde à plasma de soufre, divisée par la puissance absorbée par le magnétron, pour la lampe selon le mode de réalisation de la figure 3, et dans le cas où le plasma n'est pas modulé.
    Manière(s) de réaliser l'invention
  • En référence à la figure 1, la lampe à plasma 10, selon un premier mode de réalisation de l'invention, comporte un bulbe 11 et une alimentation haute tension continue (H.T.C) 12, raccordée au secteur électrique 13, et qui délivre une tension qui est assez élevée pour alimenter un magnétron 14. Celui-ci est couplé à un résonateur hyperfréquence 15. Le bulbe 11 de la lampe 10 comporte une tige en quartz 16, pour le tenir, qui est montée sur un système de couplage à l'extérieur du résonateur hyperfréquence 15. Le couplage du magnétron 14 au résonateur 15 est réalisé par un iris ou une antenne 17. La lampe 10 comprend un réflecteur 18, notamment un réflecteur métallique, qui entoure le bulbe 11 et qui est fermé par un conducteur électrique 19 laissant passer la lumière sous la forme d'au moins une fenêtre constituée d'une feuille de matière transparente recouverte d'une mince couche de matériau électriquement conducteur tel qu'une céramique dopée, par exemple du ITO ou du FTO. Cette disposition forme une cage de Faraday et a pour fonction d'éviter la fuite du rayonnement micro-ondes.
  • Un circuit passif résonant radiofréquence 20, type LC par exemple, est inséré entre l'alimentation 12 et le magnétron 14. Ainsi, lorsque le circuit passif résonant radiofréquence 20 est excité par l'instabilité du magnétron 14, il ajoute à la haute tension continue (H.T.C) une onde électrique, dont la puissance spectrale se trouve majoritairement entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, pour former une haute tension modulée (H.T.M). L'anode 14a du magnétron 14 étant liée à la terre, la modulation doit être branchée sur la cathode 14b du magnétron 14, dans la branche haute tension du circuit. Cette disposition oblige à isoler fortement le modulateur, ce qui rend avantageux l'emploi d'un circuit passif au niveau constructif. En contrepartie, cette solution ne permet pas de commander la modulation. La cathode 14b du magnétron 14 est couplée à un circuit de chauffage 21 qui est alimenté par le secteur électrique 13 à travers un premier filtre antiparasite 22. Un second filtre antiparasite 23 est par ailleurs monté entre le secteur électrique 13 et l'alimentation haute tension 12. Une auto-inductance de stabilisation du courant 24 est montée entre l'alimentation haute tension 12 et le circuit passif résonant 20.
  • En référence à la figure 2, la lampe à plasma représentée 30, qui est une variante de réalisation de celle illustrée par la lampe à plasma 10 de la figure 1, comporte un certain nombre de composants qui sont identiques à ceux de la lampe à plasma 10 et qui portent les mêmes numéros de référence. Un modulateur actif radiofréquence 31 est inséré entre l'alimentation 12 et le magnétron 14 de manière à ajouter à la haute tension continue (H.T.C) une composante ondulante et former ainsi la haute tension modulée (H.T.M). La majeure partie de l'énergie de l'onde produite par le modulateur radiofréquence 31 se situe dans une ou plusieurs bandes situées entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, déterminées par un oscillateur 32, du type Hartley par exemple. Le modulateur 31 est alimenté en basse tension continue. Cette alimentation est prise sur la haute tension par un pont diviseur 34, réalisé avec deux résistances, respectivement R1 et R2. Un régulateur de tension 33 est en outre inséré entre le pont diviseur 34 et le modulateur 31.
  • La lampe à plasma 40, illustrée par la figure 3, est une variante de réalisation des lampes 10 et 30 illustrées par les figures 1 et 2, et comporte un certain nombre de composants qui sont identiques à ceux de ces lampes et qui portent les mêmes numéros de référence. Dans cette réalisation, le bulbe 11 est disposé à l'intérieur de la cavité du résonateur hyperfréquence 15 couplé au magnétron 14. Dans cette variante, le modulateur radiofréquence 31 n'est pas mis au potentiel de la haute tension continue (H.T.C), il est alimenté par le secteur électrique 13. Le modulateur 31 est couplé à la haute tension continue (H.T.C) par un transformateur de haute isolation 41 ou 42 placé soit directement sur la ligne d'alimentation du magnétron 14, soit sur une dérivation capacitive 43. Dans cette alternative, une résistance de sécurité 44 de valeur élevée peut être ajoutée en parallèle à la dérivation. Que le transformateur soit dans l'une ou l'autre des positions 41 ou 42, il peut être profitable de lui adjoindre un condensateur d'accordage en parallèle, respectivement 45 ou 46.
  • La lampe à plasma 50, représentée par la figure 4, qui est une variante de réalisation de celle illustrée par la figure 3, comporte un certain nombre de composants qui sont identiques à ceux de cette lampe et qui portent les mêmes numéros de référence. Dans cette variante, le modulateur 31 est couplé à la haute tension continue (H.T.C) par une auto-inductance de couplage basse tension 51 branchée en série sur la partie basse tension d'un condensateur 52 formant une dérivation capacitive. Entre l'auto-inductance de couplage basse tension 51 et le condensateur 52 est injecté le courant alternatif radiofréquence que débite le modulateur 31. Pour que celui-ci passe dans la ligne haute tension, le produit de la résistance dynamique du magnétron 14 par la capacité du condensateur 52 doit être supérieur à l'inverse de la fréquence de modulation.
  • Les figures 5 et 6 représentent respectivement deux variantes de lampes à plasma 60 et 70 correspondant à la première forme de réalisation de l'invention. Toutefois certains composants restent identiques à des composants des variantes décrites ci-dessus et portent par conséquent les mêmes numéros de référence. Dans ces réalisations, le modulateur 31 est supprimé, mais la haute tension continue (H.T.C.) est hachée par un commutateur optocouplé 61 commandé par un oscillateur 32. Celui-ci produit une onde électrique dont l'énergie se situe en grande partie entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs.
  • Dans la variante selon la figure 5, toute la haute tension continue (H.T.C) est hachée, le commutateur optocouplé 61 est placé en série en aval de l'alimentation haute tension continue 12.
  • Dans la version illustrée par la figure 6, le commutateur optocouplé 61 est placé en série dans une dérivation résonante 71, un circuit LC par exemple, branchée en aval de l'alimentation 12. N'est hachée que la partie de la haute tension continue (H.T.C) qui est prélevée par un pont diviseur capacitif formé de deux capacités, respectivement 72 et 73. De préférence, on branche un éclateur 74 en parallèle avec le condensateur 72 pour le protéger.
  • Dans les cinq variantes illustrées par les figures 1, 3, 4, 5 et 6, il peut être utile d'insérer en série une auto-inductance de stabilisation du courant 24 à la sortie de l'alimentation haute tension 12 pour stabiliser le courant débité. Dans les six formes de réalisation selon les figures 1 à 6, la haute tension modulée ou hachée (H.T.M) est connectée à la cathode du magnétron 14 pour l'alimenter. L'alimentation haute tension continue 12 peut comporter une régulation à découpage pour contrôler la puissance de la lampe. Dans ce cas, il est préférable d'insérer un filtre antiparasite 23 en amont de l'alimentation 12.
  • En référence à la figure 7, la lampe à plasma représentée 80 comporte un certain nombre de composants qui sont identiques à ceux des lampes précédemment décrites et qui portent les mêmes numéros de référence. La lampe 80 comporte notamment un élévateur de fréquence 81 produisant une onde radiofréquence. L'amplificateur de cet élévateur de fréquence 81, qui est alimenté par le secteur électrique monophasé 13, transfère la majeure partie de la puissance électrique absorbée dans une ou plusieurs bandes situées entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, déterminées par l'oscillateur radiofréquence 32. L'onde radiofréquence ainsi produite (R.F.) traverse un transformateur radiofréquence élévateur de tension 82 pour produire une haute tension radiofréquence (H.T.R.F.). Celle-ci est connectée à la cathode du magnétron 14. La tension est assez élevée pour alimenter le magnétron 14 après avoir été semi-redressée par une diode radiofréquence haute tension 83. L'élévateur de fréquence 81 peut comporter une régulation à découpage pour contrôler la puissance de la lampe. Dans ce cas, il est préférable d'insérer un filtre antiparasite 23 en amont de l'élévateur de fréquence 81.
  • Dans toutes les variantes décrites ci-dessus, le flux électromagnétique micro-onde qu'injecte le magnétron 14 dans le résonateur hyperfréquence 15 est haché ou modulé de manière à générer une vibration ultrasonore du plasma, ce qui engendre une onde résonante ultrasonore dans le bulbe 11. Si la cathode 14b du magnétron 14 nécessite un chauffage 21, un filtre antiparasite 22 est de préférence branché en amont de celui-ci pour éviter de parasiter le secteur électrique 13.
  • La figure 8 illustre un deuxième mode de réalisation de la lampe à plasma selon l'invention qui est indépendant de l'alimentation électrique du générateur des ondes électromagnétiques. Dans ce cas, la lampe à plasma 90 comporte une source auxiliaire stroboscopique de rayonnement optique 91 visant le bulbe 11. Le magnétron 14 peut alors être alimenté par une simple alimentation haute tension continue 12, la vibration ultrasonore du plasma étant obtenue par absorption du rayonnement issu de la source stroboscopique 91. Celle-ci est constituée d'un bulbe à décharge ou d'une ou plusieurs diodes LED ou LASER alimentées par une alimentation à impulsion 92, dont la puissance spectrale occupe au moins une bande approximativement entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, déterminée par l'oscillateur 32. De préférence, la source stroboscopique 91 est munie d'une optique de collimation réflective 93 ou réfractive 94 qui focalise son flux à l'intérieur du bulbe 11. De préférence, cette optique est intégrée au réflecteur du luminaire 18.
  • Les figures 9, 10 et 11 illustrent le bulbe 11 d'un troisième mode de réalisation de la lampe à plasma selon l'invention qui est, comme celle décrite en référence à la figure 8, indépendante de l'alimentation électrique du générateur des ondes électromagnétiques. Dans cette variante, le plasma est auto-oscillant et il n'est pas nécessaire de moduler le flux d'énergie qui permet de l'entretenir. La vibration ultrasonore du plasma est obtenue en employant un bulbe 11 à deux volumes communicants 11 a et 11 b identiques de rayon R. Ce bulbe en quartz 11 est disposé au bout de la tige en quartz 16. Une collerette 110 en quartz est soudée autour du col de passage ou canal 112 ménagé entre les deux volumes 11a et 11b, ledit col ayant de préférence une largeur inférieure ou égale aux trois quarts du rayon R des volumes 11 a et 11 b. La collerette 110 est recouverte d'une couche mince de céramique, par exemple de l'oxyde d'aluminium, permettant de réduire le couplage optique entre les deux volumes 11a et 11b. Ceux-ci sont de préférence symétriques l'un par rapport à l'autre et la longueur du canal 112 de passage d'un volume à l'autre est choisie un peu inférieure à leur rayon moyen (R) de façon à ce qu'il y ait interférence constructive entre les vibrations acoustiques qui se développent dans l'un et dans l'autre des volumes 11a et 11 b en résonance. Avec des volumes 11a et 11 b d'un centimètre de diamètre moyen, la fréquence de résonance s'établit aux environs de 50 kilohertzs dans le cas où la substance active est du soufre.
  • La figure 12 est un graphique qui représente la puissance spectrale du rayonnement d'une lampe micro-onde à plasma de soufre, divisée par la puissance absorbée par le magnétron. Pour ces essais, un magnétron modèle Panasonic 2M244-M1 a été utilisé. Les mesures ont été faites en régime stationnaire pour une puissance absorbée de 660 W y compris le chauffage de la cathode. Le bulbe utilisé est sphérique, son volume intérieur est de 11 cm3 et il est rempli avec du soufre à 1,47 mg/cm3. De plus, il est statique et fonctionne en absence de tout refroidissement forcé. Le spectre 121 est obtenu sans forcer de vibration ultrasonore du plasma. Sa puissance spectrale est maximum à environ 680 THz (longueur d'onde dans l'air à 440 nm), la lumière est donc bleutée. Le spectre 122 est obtenu avec le dispositif selon le premier mode de réalisation de l'invention décrit en référence à la figure 3, donc avec le même bulbe. Sa puissance spectrale est maximum à 581 THz (longueur d'onde dans l'air à 516 nm), la lumière est blanche. La courbe 123 représente la fonction d'efficacité lumineuse relative spectrale en vision photopique, telle que définie par la Commission Internationale de l'Eclairage (CIE), multipliée par le maximum du spectre obtenu avec le dispositif selon l'invention 122. On observe que le décalage spectral approche le maximum de l'émission de celui de la sensibilité de l'oeil. Le dispositif selon l'invention augmente l'efficacité lumineuse de 41 à 84 Lm/W, la consommation d'énergie étant comptée aux bornes du magnétron. L'indice de rendu de couleur défini par la CIE passe de 89 à 81. La lampe est donc apte aux emplois les plus divers, en intérieur comme en extérieur.
  • Quel que soit le mode de réalisation de la lampe selon l'invention, la vibration ultrasonore du plasma engendre une onde résonante ultrasonore dans le bulbe, ce qui génère les phénomènes suivants:
    • Expansion du plasma. La gravitation n'imprime pratiquement plus aucun effet sur la forme du plasma et celui-ci s'étend à la majeure partie du volume du bulbe. Ainsi l'excitance du bulbe est uniformisée, ce qui est favorable à l'efficacité du luminaire.
    • Brassage du plasma. Par ce biais, l'onde acoustique élève le seuil de température à partir duquel apparaît l'avalanche thermique.
    • Décalage spectral de l'émission optique. Le décalage spectral provient de ce que l'émission optique est due au retour des molécules diatomiques d'un certain état électronique excité au niveau électronique fondamental et que chaque niveau d'énergie électronique est une fonction distincte de la distance inter-atomique. Dans le cas présent, l'écart entre les deux niveaux électroniques est une fonction décroissante de l'énergie vibratoire des molécules diatomiques. Selon le principe de Franck-Condon, l'énergie vibratoire ne change pas au cours d'une transition. L'énergie du photon, qui est égale au saut d'énergie électronique, diminue donc avec l'énergie vibratoire des molécules. Or l'absorption de l'onde acoustique dans un gaz est le fait de l'excitation des vibrations dans les molécules polyatomiques. Donc en vertu de ce qui précède, l'absorption de l'onde acoustique décale l'émission optique dans le sens décroissant de l'énergie des photons, c'est-à-dire dans le sens décroissant de la fréquence.
    • Accroissement du rendement thermodynamique du plasma, qui est le rapport du rayonnement optique sur le flux d'énergie micro-onde absorbée, et, par conséquent, accroissement aussi de l'efficacité lumineuse de la lampe. L'effet de ce phénomène est visible sur les mesures représentées sur la figure 12. Sachant que le rendement du magnétron était de 70%, on constate que le rendement thermodynamique passe de 41% à 63% grâce au dispositif selon l'invention. Ce phénomène est lié au fait que la relaxation des vibrations dans une molécule polyatomique est nettement plus lente que la relaxation des autres modes d'énergie interne, la rotation et la translation. Le temps de relaxation vibrationnelle est de l'ordre 10 microsecondes. Donc, lorsque la période de l'onde résonante acoustique est proche de cette valeur, l'absorption acoustique introduit un déphasage important de l'énergie vibratoire des molécules, c'est-à-dire un écart entre leur niveau d'énergie effectif et celui qu'elles auraient à l'équilibre thermodynamique local. L'absorption acoustique est maximale à l'opposition de phase, de même que la vitesse de variation de l'énergie interne des molécules diatomiques dans le bulbe. Il s'ensuit une augmentation de la dissociation moléculaire, du peuplement de l'état électronique excité et donc également de la production de photons optiques.
    • Confinement acoustique du plasma. Une mise en résonance acoustique du bulbe peut engendrer des impulsions de température plus fortes au coeur du plasma qu'en périphérie, dans les couches en contact avec le bulbe. L'énergie réfléchie sur les parois converge en effet au centre du bulbe. Ainsi la résonance accentue la modulation thermique du plasma en son coeur.

Claims (18)

  1. Lampe à plasma comportant un bulbe en quartz (11) contenant au moins un élément de la colonne du soufre du tableau de classification périodique des éléments chimiques et des moyens pour générer et entretenir un plasma dans ledit bulbe (11), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens pour générer une onde résonante ultrasonore dans ledit bulbe (11).
  2. Lampe à plasma selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit bulbe (11) est enfermé dans une cage de Faraday, ladite cage de Faraday étant formée d'un réflecteur (18) fermé par un conducteur électrique (19), et en ce que le conducteur électrique (19) comporte au moins une fenêtre constituée d'une feuille de matière transparente recouverte d'une mince couche de matériau électriquement conducteur.
  3. Lampe à plasma selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens pour générer une onde résonante ultrasonore dans ledit bulbe (11) comportent une source stroboscopique (91) dont la fréquence de battement se trouve au moins approximativement entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs.
  4. Lampe à plasma selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite source stroboscopique (91) est munie d'une optique de collimation réflective (93) ou réfractive (94) pour focaliser son flux à l'intérieur dudit bulbe (11).
  5. Lampe à plasma selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite optique de collimation réflective (93) ou réfractive (94) est intégrée au réflecteur (18) de la lampe.
  6. Lampe à plasma selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens pour générer une onde résonante ultrasonore dans ledit bulbe comportent un bulbe (11) pourvu au moins de deux volumes communicants (11a, 11b) reliés par un canal (112).
  7. Lampe à plasma selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit bulbe (11) comporte une collerette (110) soudée autour du canal (112) recouverte d'une couche mince de céramique à fort pouvoir de réflexion du rayonnement du plasma.
  8. Lampe à plasma selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens pour générer des ondes électromagnétiques et entretenir le plasma comportent un magnétron (14).
  9. Lampe à plasma selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit électrique passif résonant (20) branché entre le magnétron (14) et l'alimentation haute tension continue (12) dudit magnétron.
  10. Lampe à plasma selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit circuit résonant (20) a au moins une fréquence de résonance sensiblement comprise entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs.
  11. Lampe à plasma selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un modulateur actif (31) agencé pour injecter une oscillation électrique, dont la puissance spectrale occupe au moins une bande entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, entre le magnétron (14) et l'alimentation haute tension continue (12) dudit magnétron.
  12. Lampe à plasma selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit modulateur (31) est alimenté par l'alimentation haute tension continue (12) par l'intermédiaire d'un pont diviseur à résistances (34).
  13. Lampe à plasma selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit modulateur (31) est alimenté par le secteur électrique (13).
  14. Lampe à plasma selon la revendication 13, caractérisée en ce que ledit modulateur (31) est couplé à la haute tension entre le magnétron (14) et l'alimentation haute tension continue (12) dudit magnétron par l'intermédiaire d'un transformateur à haute isolation (41).
  15. Lampe à plasma selon la revendication 13, caractérisée en ce que le modulateur (31) est couplé à la haute tension entre le magnétron (14) et l'alimentation haute tension continue (12) dudit magnétron par l'intermédiaire d'une dérivation capacitive à haute isolation (52).
  16. Lampe à plasma selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un commutateur commandé par optocouplage (61) et agencé pour introduire une oscillation électrique, dont la puissance spectrale occupe au moins une bande entre 15 kilohertzs et 200 mégahertzs, entre le magnétron (14) et l'alimentation haute tension continue (12) dudit magnétron.
  17. Lampe à plasma selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit commutateur commandé par optocouplage (61) est placé en série dans une dérivation résonante (71) branchée entre le magnétron (14) et l'alimentation haute tension continue (12) dudit magnétron.
  18. Lampe à plasma selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un élévateur de fréquence radiofréquence (81) disposé entre le secteur électrique (13) et un élévateur de tension (82) qui alimente ledit magnétron (14).
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