JP2020521136A - 光学的に透過性である電磁遮蔽組立体 - Google Patents

Abstract

光学的に透過性である電磁遮蔽組立体（１０）は、可変電気抵抗をもつ電気的接続装置（３）を備える。電気的接続装置は、透過性である基板（１）を覆う伝導性２次元構造（２）を、電気伝導性であるシェルの一部（１０１）に電気的に接続する。接続装置の抵抗は、ＲＦ放射強度に従って、遮蔽組立体が意図されている検出システム（１００）に対して最初から又は上記遮蔽組立体の使用中にリアルタイムのいずれかで調節され得る。

Description

本発明は、光学的に透過性である電磁遮蔽組立体に関する。

多くのアプリケーションが、光学センサ、たとえば赤外領域内にある光学放射にセンシティブであるセンサを用いているが、とはいえ、そのようなセンサの動作が電磁放射、特にマイクロ波領域からの電磁放射によって乱されることがある。そのようなマイクロ波放射は、外部から生じるマイクロ波放射が通らないボリューム内に遠隔的に据えられることができずに、センサの直ぐ近傍に設置される必要のある電子回路と実際に相互干渉することがある。そして、光学放射に対して少なくとも部分的に透過性である一方、マイクロ波放射の一部に対し少なくとも部分的に不透明である遮蔽要素を、そのような光学センサの前に設けることは、知られている実践である。そのために、遮蔽要素は、光学放射に対し少なくとも部分的に透過性である一方、電気伝導性である少なくとも１つの２次元構造を備える。

マイクロ波放射に対して効率的な保護を得るために、伝導性２次元構造は、やはり電気伝導性であり、保護されるべきセンサ（複数可）を囲むシェルの少なくとも一部に電気的に接続されてもいなければならない。このシェルの一部は、伝導性２次元構造に対し電位基準を構成する。それ自体が、光学センサ（複数可）が取り付けられる支持体又は車両の電気接地に電気的に接続されてもよい。

さらに詳細には、本発明以前に知られている光学的に透過性である電磁遮蔽組立体は：
‐ ２つの対向する面を有し、その２つ面の間において、０．１ＧＨｚ（ギガヘルツ）と４０ＧＨｚの間に含まれる周波数ｆを有する、マイクロ波放射と呼ばれる少なくとも１つの電磁放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、その２つの面の間において、０．１μｍと１５μｍの間に含まれる波長を有する光学放射に対しても少なくとも部分的に透過性である剛性の基板と；
‐ 基板の面のうちの少なくとも１つに設けられ、光学放射に対して少なくとも部分的に透過性である少なくとも１つの電気伝導性２次元構造と；
少なくとも１つの第１の端子を少なくとも１つの第２の端子に電気的に接続する、電気的接続装置であって、各第１の端子が伝導性２次元構造に電気的に接続され、各第２の端子が電気伝導性であるシェルの少なくとも一部に電気的に接続されることが意図されている、装置と
を備える。

基板と伝導性２次元構造について、考慮されている伝達（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）と光透過性は、伝導性２次元構造が提供された基板を通り抜けるように意図されている光学放射に関する。

さらに、ＥＢ（ｆ）と示されデシベル（ｄＢ）で表現されている、遮蔽効率は、ＥＢ（ｆ）＝−１０ｌｏｇ_１０（Ｔ（ｆ））によって定義され得、ここで、Ｔ（ｆ）は、０．１ＧＨｚと４０ＧＨｚの間に含まれる周波数ｆを有し、基板の２つの面の間において、伝導性２次元構造が提供された基板を通り抜けるように意図されている、マイクロ波電磁放射用の遮蔽組立体のエネルギ伝達（ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の係数である。

さて、異なる検出システムは、同じ周波数ｆについて遮蔽効率の異なる値に対応する、異なる遮蔽レベルを要求することもある。従来、これらの検出システムの各々について、２次元構造が遮蔽効率について要求される値に応じて適合されている異なる遮蔽組立体が、設計され、生産されている。しかし、そのような適合は、異なる遮蔽効率値に対して各々製造される一連の遮蔽組立体を制限し、そのために、各遮蔽組立体の単価が低減され得ない。

さらに、いくつかの複雑な検出システムは、光学センサに加えて、マイクロ波帯において、又は周波数値の観点からその近接において、効率的である電磁放射センサを備える。この場合、複雑な検出システムの全てのセンサに用いられる同じ遮蔽組立体が、十分に高い遮蔽効率と、マイクロ波放射センサ（複数可）の動作を可能にするマイクロ波放射に対する透過性のレベルとの間のトレードオフを達成することが必要である。さて、遮蔽組立体を通り抜ける可能性が高いマイクロ波放射が、きわめて大幅な範囲：遮蔽組立体がこのマイクロ波放射に対し十分に透過性でなければならない低い強度レベルと、遮蔽組立体が適切な遮蔽効率を作り出す必要があるとても高い強度レベルとの間で変化する状態がある。そのような状況は、特に、ジャミングマイクロ波を放つ目標に近づくシーカークラフトに対して起こる。そして、このジャミングマイクロ波放射は、クラフトが目標に近づくにつれて増大する強度を有するが、目標は、光学センサに加えて、マイクロ波放射のスペクトル領域においてセンシティブであるセンサを部分的に用いて同時に検出され得る。さて、マイクロ波放射センサは、目標を検出するために用いられるマイクロ波放射が、長い距離においてでも十分であることを要求する。このために、既存の遮蔽組立体は、マイクロ波放射の強度が、使用中に又は任務中に大きく変化する、そのような状況に適していない。

この状況において、本発明の第１の目的は、異なる遮蔽効率を最初から有することができ、それらの各々の個別の使用に適した遮蔽組立体を、低減された単価を有しながら提供することにある。

本発明の第２の目的は、このマイクロ波放射の一部が有用であることもある一方、マイクロ波放射が激しく変化する強度を有する使用又は任務に適した遮蔽組立体を提供することにある。

これらの目的又は他の目的のうちの少なくとも１つを達成するために、本発明は、前に説明されたような遮蔽組立体であるが、電気的接続装置が各第１の端子と各第２の端子との間において有効である電気抵抗について可変値を作り出すように適合されている遮蔽組立体を提案する。この電気抵抗値は、操作者によって調節可能であるか、又はマイクロ波放射の強度のうちの少なくとも２つのレベルの間において自動的に可変であるかのいずれかである。すなわち、後者の場合、電気抵抗は、マイクロ波放射の強度の第１のレベルについての第１の値、および、マイクロ波放射の強度の第２のレベルについての第２の値を有し、第１の電気抵抗値が第２の電気抵抗値よりも低い一方、マイクロ波放射の強度の第１のレベルがマイクロ波放射の強度の第２のレベルよりも高い。

そこで、本発明は、各々が遮蔽効率を、以下の状態：
‐ 操作者によって、特に、遮蔽組立体が意図されている検出システムに応じて、又は、検出システムに予定されている使用に応じて、実行され得る初期設定。この場合、遮蔽組立体の電気的接続装置の抵抗は、遮蔽組立体の寿命にわたって一定のままであることができる。しかし、電気的接続装置の抵抗の可能な設定は、遮蔽組立体の作成の後、仕様が異なる検出システムについて全く同じ遮蔽組立体を用いることを可能にする；
‐ 又は、検出システムによって受け取られるマイクロ波放射の強度のレベルに応じてリアルタイムで検出システムの使用中に自動的に実行される電気抵抗装置の抵抗の変化
のいずれかの、少なくとも１つにおいて調節されることを可能にする遮蔽組立体を提案する。

本発明による遮蔽組立体は、シェルの一部の開口を閉じるのに適し、同時に光学放射に対してセンシティブであるセンサの光学入力の前に設けられるのに適したポートホール又は窓を形成できる。場合によっては、窓又はポートホールを形成する遮蔽組立体は、光学放射センサに加えて、マイクロ波放射の一部にセンシティブであるセンサの入力の前にも同時に設けられるように適合されてもよい。

一般に、第１と第２の端子の間において可変な電気抵抗値を有する電気的接続装置は、光学放射とマイクロ波放射に部分的に透過性である基板によって支えられてもよい。そのような実施形態は、特に、それらは、別個であるか又は互いに堅く繋がれていない、遮蔽組立体のコンポーネントの数を減少させるので、特に有利であり経済的である。

電気的接続装置は、伝導性２次元構造と電位基準との間における電気的結合を、調節可能である結合の電気抵抗値を用いて、作り出す。

好ましくは、電気的接続装置は、第１と第２の端子の間において有効である電気抵抗が、伝導性２次元構造のスクエア当たりの抵抗値の５倍よりも大きい第１の値と、伝導性２次元構造のスクエア当たりの抵抗値の５分の１よりも小さい第２の値との間で可変であるように、適合され得る。さらに、伝導性２次元構造のスクエア当たりの抵抗値は、０．０１Ω／□と２０Ω／□の間に含まれていてもよい。

一般に、第１と第２の端子の間で有効な、電気的接続装置の抵抗は、それらの間において少なくとも１０の比率を有する、それぞれ２次元構造のスクエア当たりの抵抗値よりも小さいか又は大きい、２つの値の間において変化してもよい。

導電性２次元構造は、金属の層、好ましくは、銀の層、透過性の、ならびに伝導性の酸化物の層、好ましくは、錫によりドープされたインジウム酸化物の層、及び、電気伝導性材料の格子、好ましくは、金属材料の格子のうちの少なくとも１つを備えていてもよい。

電気抵抗が遮蔽組立体の使用中に自動的に変化することができる本発明の第１の実施形態では、電気的接続装置は：
‐ マイクロ波放射検出器であって、この検出器によって受け取られるマイクロ波放射の強度を表す検出信号を送達するのに適したマイクロ波放射検出器と；
‐ 第１と第２の端子の間に接続され、電気抵抗の可変値を作り出すのに適した電子回路と；
‐ マイクロ波放射検出器によって送達される検出信号に応じて、電子回路によって作り出される電気抵抗の値を変えるのに適した制御器と
を備えてもよい。

たとえば、電子回路は、並列に接続され、各々が個々の抵抗値を有する複数の枝を備えてもよく、枝のうちの少なくとも１つが、制御器によって制御されるスイッチを備えて、２次元構造とシェルの一部との間のこの枝によって作り出される電気的結合をアクティブ化する、又はディセーブルする。

あるいはまた、電子回路が、少なくとも１つの電気コンポーネントを備えてもよく、それは、０．１ＧＨｚと４０ＧＨｚの間に含まれる少なくとも１つの周波数に対して抵抗性であり、コンポーネントに印加される制御電圧に応じて可変であり、考慮されている周波数において有効な抵抗値を有する。そして、この制御電圧は、検出器によって送達される検出信号に応じてこの制御電圧を変えるように制御器によって制御される。考慮されている周波数に対して可変抵抗をもつコンポーネントは、たとえば、ＰＩＮダイオードであってもよく、ほかには、２つの電極の間に挿入され、それに接触する金属−絶縁体転移を伴う材料の部分であってもよい。

電気的接続装置の抵抗が遮蔽組立体の使用中に自動的に変化もすることができる、本発明の第２の実施形態では、電気的接続装置が：
‐ マイクロ波放射検出器であって、この検出器によって受け取られるマイクロ波放射の強度を表す検出信号を送達するのに適したマイクロ波放射検出器と；
‐ 第１と第２の端子との間に電気的に接続された金属−絶縁体転移を伴う感熱性材料の部分であって、この感熱性材料の部分の温度に応じて電気抵抗の可変値を作り出すのに適した感熱性材料の部分と；
‐ 熱感知材料の部分の温度を変えるように配置された熱調整手段と；
マイクロ波放射検出器によって送達される検出信号に応じて熱調整手段をアクティブ化するのに適した制御器と
を備えることができる。

金属−絶縁体転移を伴う感熱性材料は、バナジウムの酸化物、たとえばＶＯ_２又はＶ_２Ｏ_３、バリウムとバナジウムの硫化物（ＢａＶＳ_３）、ニッケルとプラセオジムの酸化物（ＰｒＮｉＯ_３）、ニッケルとネオジウムの酸化物（ＮｄＮｉＯ_３）、ランタンとコバルトの酸化物（ＬａＣｏＯ_３）、鉄の酸化物（Ｆｅ_３Ｏ_４）、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、ニオビウムの酸化物、特にＮｂＯ_２、チタンの酸化物（ＴｉＯ_２又はＴｉ_２Ｏ_３）、ニッケルとサマリウムの酸化物（ＳｍＮｉＯ_３）、又はそのほかこれらの材料のうちの少なくとも１つを含む混合物又は個体合成物を含むことができる。金属−絶縁体転移を伴うこれらの材料、及び他の材料は、当業者によく知られており、入手可能な文献に広く記録されている。

やはり電気抵抗が自動的に変化することができる、本発明の第３の実施形態では、電気的接続装置が、金属−絶縁体転移を伴う材料の部分であって、この部分がマイクロ波放射を受けるようにさらされたときに、このマイクロ波放射の強度にセンシティブであり、マイクロ波放射の強度の変化に応答して可変電気抵抗値を作り出すことが可能な、金属−絶縁体転移を伴う材料の部分を備えることができる。この場合、マイクロ波放射の強度にセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料の部分は、遮蔽組立体の基板によって支えられてもよい。さらには、それによって遮蔽組立体の単価を低減することができる。場合によっては、マイクロ波放射の強度にセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料の部分は、伝導性２次元構造のうちの少なくとも一部を構成してもよい。本発明のそのような第３の実施形態に対して一般に、マイクロ波放射の強度にセンシティブである材料は、本発明の第２の実施形態について述べられた金属−絶縁体転移を伴う材料のうちの一つであってもよい。実際、一般に、温度変化にセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料はまた、外部電界に、特に静電界又はマイクロ波放射の電界に対してもセンシティブである。

本発明の第２の態様は：
‐ 光学放射にセンシティブである、光学センサと；
‐ 任意選択で、マイクロ波放射の一部にセンシティブであるマイクロ波放射センサと；
‐ 光学センサ、及び適切ならマイクロ波放射センサを囲み、開口を含む、電気伝導性シェルの少なくとも一部と；
‐ 本発明の第１の態様に整合する遮蔽組立体であって、シェルの一部の開口を閉じながら、光学センサの光学入力の前に、及び任意選択で、マイクロ波放射センサの放射入力の前にも設けられた遮蔽組立体と
を備える検出システムを提案する。

そして、遮蔽組立体の電気的接続装置の各第１の端子が伝導性２次元構造に電気的に接続され、同じ電気的接続装置の各第２の端子が同時にシェルの一部に電気的に接続されている。

本発明の他の特別な特徴と利点は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の説明から明らかとなる。

本発明が適用され得る検出システムを表す図である。 本発明に従う遮蔽組立体を構成することができるポートホールの平面図である。 本発明の可能な実施形態を例解する図である。 本発明の可能な実施形態を例解する図である。 本発明の可能な実施形態を例解する図である。 本発明の可能な実施形態を例解する図である。 本発明の可能な実施形態を例解する図である。

明瞭さのために、これらの図に表されている要素の寸法は、実際の寸法にも実際の寸法の比にも対応していない。さらに、異なる図において指示されている同一の符号は同一の要素又は同一の機能を有する要素を表す。

図１によれば、検出システム１００は、シェルの一部１０１、遮蔽組立体１０及び少なくとも１つの光学センサ２０を備える。それはまた、任意選択で、後で説明されるマイクロ波放射センサ４０とマイクロ波放射検出器３０を備えることもできる。

たとえば、検出システム１００は、可搬式球構造を有していてもよく、自走式の車両にオンボードに組み込まれることを意図されていてもよい。場合によっては、光学センサ２０、さらに場合によってはマイクロ波放射センサ４０も含む検出システム１００のセンサは、自走式クラフトが向けられることになる、外部の目標を検出することに参加することができる。

シェルの一部１０１は、電気伝導性であり、たとえば、金属材料又はカーボンファイバに基づく複合材料から構成される。それは、電位基準とみなされ得る電気接地を構成する。さらに、シェルの一部１０１は、マイクロ波放射センサ４０及び／又はマイクロ波放射検出器３０を用いて、適切なら、この又はこれらのセンサ及び／又は検出器が置かれるキャビティを形成することによって、光学センサ２０を囲む。このように、シェルの一部１０１は、遮蔽組立体１０の外において、外部から生じるマイクロ波放射に対し不透明であるスクリーンを構成する。

光学センサ２０は、０．１μｍと１５μｍの間に含まれる波長帯における光学放射ＲＯにセンシティブである。それは、知られているように、レンズ２１、たとえばマトリックス画像検出器型の画像検出器２２、及び近接エレクトロニクス２３備える、画像センサであってもよい。近接エレクトロニクス２３は、画像検出器２２の動作を制御すること、及びこの後者によって送達される画像読出し信号を、遠隔の処理ユニット（図示せず）へ伝送することが特に意図されている。近接エレクトロニクス２３の動作は、０．１ＧＨｚと４０ＧＨｚの間に含まれる周波数帯における、シェルの一部１０１内へ貫入することもあるマイクロ波放射ＨＹＦによって乱されることがある。実際、光学センサ２０の光学入力Ｅ_２０は、光学放射ＲＯを集めるように外部に必然的に露出されているが、この露出は、不都合なジャミング成分を含むことがあるマイクロ波放射ＨＹＦにも適用する。

特に近接エレクトロニクス２３において、そのような不都合なジャミング成分の影響を避けるために、遮蔽組立体１０は、光学放射ＲＯに対して透過性でありながら、マイクロ波放射ＨＹＦに対して不透明であるように設計されている。しかし、遮蔽組立体１０について過度に高い遮蔽効率は望まれないこともある。このため、本発明は、たとえば工場の設定の一部として最初から、又は検出システム１００の使用中に自動的にのいずれかで、その遮蔽効率が調節されることを可能にする遮蔽組立体１０の改良を提案する。使用中のリアルタイムでの組立体１０の遮蔽効率の自動的調節は、検出システム１００がマイクロ波放射センサ４０を備えるとき、過度の露出によって飽和又は劣化を引き起こすことなしに、マイクロ波放射ＨＹＦの一部の受信がやはり必要な動作のために、特に有用であり得る。

遮蔽組立体１０は、光学センサ２０の光学入力Ｅ_２０の前に、場合によってはマイクロ波放射センサ４０の放射入力Ｅ_４０の前にも、さらに場合によってはマイクロ波放射検出器３０の前にも設けられる、シェルの一部１０１の閉じるポートホールを形成してもよい。

遮蔽組立体１０は、Ｓ_１とＳ_２と示されているこの基板１の２つの対向する面の間に、光学放射ＲＯに対して及びマイクロ波放射ＨＹＦに対して透過性である基板１を備える。このような基板は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）又は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に基づいてもよい。基板１の直径は、たとえば、５ｃｍ（センチメートル）と５０ｃｍの間であってもよい。

電磁遮蔽効率を作り出すために、基板１は、その面Ｓ_１とＳ_２のうちの少なくとも１つ、たとえば図１に表された本発明の実施形態における面Ｓ_２上において２次元構造２を支える。２次元構造２は、光学放射ＲＯに対しで透過性であるように、及びマイクロ波放射ＨＹＦに対して遮蔽効果を作り出すのに適する程度に電気伝導性であるように設計される。この目的のために、２次元構造２は、非限定的な例として述べられる、以下の構成：
‐ 金属の少なくとも１つの薄い層、たとえば、光学放射ＲＯに対して透過性である２つの誘電性層の間に挿入され得る銀（Ａｇ）の層、２つの誘電性層の目的は金属層だけに対する光学放射ＲＯの反射を減少させることである；
‐ 透過性である伝導性酸化物の少なくとも１つの層、やはり透過性である伝導性酸化物の層だけに対する光学放射ＲＯの反射を減少させるために、誘電性を有しかつ放射ＲＯに対し透過性である少なくとも１つの他の層と場合によっては関連付けられ得る、たとえば錫によりドープされたインジウム酸化物（ＩＴＯ）の層；
‐ 電気伝導性材料の格子、たとえば、伝導性材料の印刷されたリボン又はワイヤからなり、それらを伴う基板１が、格子のリボン又はワイヤの間に電気伝導性材料がまったくない、銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）の格子。場合によっては、格子の伝導性材料は、基板１上のボンディング材料に重ねられてもよく、また場合によっては、保護材料、特に腐食に対する保護のために、たとえばチタン（Ｔｉ）の最上層によって覆われてもよい。一般に、そのような格子のリボン又はワイヤは、光学放射ＲＯに対して不透明であり、光学放射ＲＯに対する透過性は、格子のリボン又はワイヤによる基板１の被覆率の結果として生じ、限られている。たとえば、この被覆率は、１０％と５０％の間であってもよく、格子におけるリボン又はワイヤのピッチは、１μｍ（マイクロメートル）と１０ｍｍ（ミリメートル）の間であってもよく、格子は、正方形パターンを有していてもよい。電気伝導性材料の格子は、これもまた基板１だけに対する光学放射ＲＯの反射を減少させるために、しかしまた金属格子の腐食に対する保護として、放射ＲＯに対して透過性である少なくとも１つの誘電性層と関連付けられてもよい
のうちの一つを有していてもよい。

場合によっては、２次元構造２はまた、誘電性層の間に挿入されている金属の１つ又は複数の層に基づくこと、又は各々が透過性である伝導性酸化物に基づくことによって、そのリボン又はワイヤが各々光学透過性である格子で構成されてもよい。

そのような２次元構造２は、カソードスパッタリング、蒸着、化学気相成長、電解蒸着などの、当業者に知られている材料堆積プロセスのうちの１つを、場合によっては１つ又は複数のマスキング又はエッチング工程と組み合わせて用いて、基板１上に作り出されてもよい。

２次元構造２についてのそのような構成は知られているので、ここではそれらをさらに説明する必要はない。それらは、各々、たとえば、１０^−２Ω／□（スクエア当たりのΩ）と２０Ω／□の間であるスクエア当たりの抵抗を有してもよい。しかし、本発明について一般に、シェルの一部１０１は、好ましくは、２次元構造２の抵抗値よりも低いスクエア当たりの抵抗値を有する。このように、電気接地又は電位基準機能は、２次元構造２についてシェルの一部１０１によって、よりよい程度に作り出される。

また知られているように、２次元構造２は、有効である遮蔽保護を作り出すようにシェルの一部１０１に接続されなければならない。電気的接続装置３は、そのような接続を作り出すように提供される。それは、２次元構造２に電気的に接続される少なくとも１つの第１の端子３ａと、シェルの一部１０１に電気的に接続される少なくとも１つの第２の端子３ｂとの間の電気的接続を確立する。２次元構造２への各端子３ａの接続は、表面溶接又は電気伝導性であるコンタクトフィンガを用いた挟み付けなどの、知られている技術のうちの１つによって作り出されてもよい。同様に、端子の差込み、端子のねじ止め、弾性変形を伴う又は伴わない圧接などを含む、各端子３ｂをシェルの一部１０１に接続するための複数の方法が知られている。

しかし、２次元構造２が作り出す遮蔽効率は、端子３ａと３ｂとの間で有効な、装置３の電気抵抗の値に依存する。この遮蔽効率は、装置３の電気抵抗値の減少に応じて、たとえば伝導性２次元構造２のスクエア当たりの抵抗の５倍よりも大きい第１の値と、伝導性２次元構造２のスクエア当たりの抵抗の５分の１よりも小さい第２の値との間で変化する。たとえば、装置３は、端子３ａと３ｂとの間のその電気抵抗が２．１０^−３Ωよりも小さい第１の値と１００Ωよりも大きい第２の値との間で変化するように適合されてもよい。第１の値は、好ましくは、２次元構造２のスクエア当たりの抵抗値よりも低く、その場合それはシェルの一部１０１へ短絡され、第２の値は、２次元構造２とシェルの一部１０１との間にガルバニック絶縁を作り出す。

図２は、本発明による遮蔽組立体で構成され、そこでは２次元構造２が基板１の有用な表面のほとんど全てにわたって延びる金属格子である、ポートホールを例解する。この金属格子は、連続し電気伝導性である周縁ループＣによって囲まれていてもよい。この周縁ループＣは、２次元構造２の金属格子と同じ方法で、場合によってはマスキングと材料堆積手順の同じステップの間に、基板１の上に形成されてもよい。すると、周縁ループＣは、金属格子とその周り全てにおいて電気的に接触する。さらに、装置３が数個の端子３ａ、たとえば６つの端子３ａを備え、それらがループＣに沿って分配されて２次元構造２のいずれかの点と各端子３ｂ（図１）との間で有効である電気抵抗の差異を減少させることが有利であることもある。

好ましくは、装置３は、互いに電気的に並列に配置され、シェルの一部１０１の異なる点において電気的に接続されることが意図されている数個の端子３ｂを有してもよい。典型的には、端子３ｂは、シェルの一部１０１において基板１のマウンティングインタフェースに沿って分布させられかなり規則的に間隔をあけられてもよい。

図３ａと図３ｂによって例解されている、電気的接続装置３の第１の実施形態では、装置３の電気抵抗の変化は、電気的に制御される。そして、装置３は、マイクロ波放射検出器３０、電子回路３１及びＣＴＲＬと示された制御器３２を備える。

図３ａの実施形態では、電子回路３１は、端子３ａと３ｂとの間に並列に接続されている、数個の枝３１−１、３１−２などを備える。回路３１の各枝は、その枝内で、枝３１−１では３１−１Ｃ、枝３１−２では３１−２Ｃなどのように参照符号が付されたスイッチと直列に接続された、枝３１−１では３１−１Ｒ、枝３１−２では３１−２Ｒなどのように参照符号が付された電気抵抗を備える。各スイッチは、専用の電気的制御によって、制御器３２によって個々に開かれ又は閉じられることができる。さらに、制御器３２は、検出器３０から、マイクロ波放射ＨＹＦの強度を表す信号を受け取る。たとえば、制御器３２内で、検出器３０によって送達される信号の各レベルに対して命令されるべき開と閉の状態は、事前格納された表によって供給されてもよい。抵抗３１−１Ｒ、３１−２Ｒなどのそれぞれの値は、マイクロ波放射ＨＹＦの強度のいくつかのレベルについて所望される遮蔽効率の値に応じて選択される。装置３によって作り出される電気抵抗値は、それで、それらのスイッチ３１−１Ｃ、３１−２Ｃなどが閉じられている枝の、抵抗３１−１Ｒ、３１−２Ｒなどの並列接続の結果から生ずる。スイッチ３１−１Ｃ、３１−２Ｃなどの各々について、多くの代替の実施形態：トランジスタに基づいて、頭文字ＭＥＭＳによって示される微小電気機械システムに基づいて、頭文字ＮＥＭＳによって示されるナノ電気機械システムに基づいてなど、が可能であり、全てのこれらの実施形態は、当業者によく知られている。

図３ｂの実施形態では、電子回路３１は、マイクロ波電流に対して有効である電気抵抗値がコンポーネント３１ａに印加される制御電圧に応じて可変である、コンポーネント３１ａを備える。たとえば、コンポーネント３１ａは、たとえばディスクリートコンポーネントの形態で、市販のＰＩＮダイオードであってもよい。ここで、頭文字ＰＩＮは、正にドープされたゾーン、真性導電率を有する中間層及び負にドープされたゾーンを伴うダイオードの種類を示す。ＰＩＮダイオード３１ａは、２つの端子３ａと３ｂとの間に接続される。そして、回路３１は、ＰＩＮダイオード３１ａに接続されてこの後者を電気的にバイアスする、連続的で可変の電圧源３１ｂを備える。このように、マイクロ波電流と呼ばれる、０．１ＧＨｚと４０ＧＨｚの間の周波数もつ交流電流に対して有効である、ＰＩＮダイオード３１ａの電気抵抗値は、源３１ｂによって作り出されるバイアスされた電圧によって調節され得る。この目的のために、ＰＩＮダイオード３１ａと電圧源３１ｂは、固定された抵抗３１ｃも備えてもよい、バイアシングループと呼ばれるループに組み合わされる。そして、制御器３２は、検出器３０によって送達されるマイクロ波放射ＨＹＦ強度検出信号に応じて源３１ｂによって作り出されるバイアスされた電圧を制御する。２つの端子３ａと３ｂとの間を、ＰＩＮダイオード３１ａを通って循環するマイクロ波電流は、２次元構造２に入射するマイクロ波放射ＨＹＦによって作り出される。場合によっては、デカップリングキャパシタ３１ｄもまた、端子３ａとバイアシングループとの間に挿入されてもよい。

場合によっては、ＰＩＮダイオード３１ａは、この明細書の他の箇所で述べられているように金属−絶縁体転移を伴う材料の部分によって、この部分が静電界に対してセンシティブであるときは、置き換えられてもよい。部分は、２つの電極の間に、それらに接触して、挿入されてもよく、電極は端子３ａと３ｂに電気的に接続される。そして、電圧源３１ｂは、端子３ａと３ｂとの間で有効である電気抵抗値が依存する、金属−絶縁体転移を伴う材料の部分における静電界を作り出す。

図３ａと３ｂによって例解されている本発明の実施形態では、したがって、検出器３０の使用は、検出システム１００の使用中、マイクロ波放射ＨＹＦの強度に応じて装置３の電気抵抗をリアルタイムに調節することを可能にする。当業者の用語では、そのような調節は動的と呼ばれる。

場合によっては、装置３の電気抵抗の調節が最初に実行されるとき、その場合その値は遮蔽組立体１０の使用中維持され、検出器３０は、図３ａと３ｂの実施形態から取り除かれることができる。そして、制御器３２は、最初にスイッチ３１−１Ｃ、３１−２Ｃなどの各々を選択的に開き又は閉じるために、又は最初に電圧源３１ｂによって作り出される電圧の値を設定するために、用いられる。

図３ｃによって例解されている、電気的接続装置３の第２の実施形態では、装置３の電気抵抗の変化は熱的に制御される。そして、装置３は、マイクロ波放射検出器３０、感熱材料の部分３５、熱調整手段３６及びＣＴＲＬと表された制御器３２’を備える。部分３５の材料は、その電気抵抗率が温度に応じてとても広い範囲で変化するように、金属−絶縁体転移を呈するように選択される。これは、バナジウム酸化物（ＶＯ_２）の部分でもよい。熱調整手段３６は、たとえば、加熱抵抗又はペルチェ効果素子、そうでなければ冷却又は加熱モードにおいて効率的に動作する双方の組合せである。それは、感熱性材料の部分３５と熱接触して、その温度を制御するように設けられる。このように、検出器３０と制御器３２’を介して、部分３５の電気抵抗、したがって端子３ａと３ｂとの間の装置３の電気抵抗を制御することが可能である。この目的のために、制御器３２’は、検出器３０によって送達されるマイクロ波放射ＨＹＦ強度検出信号に応じて熱調整手段３６の動作を制御する。

図３ｄと図３ｅによって例解されている、電気的接続装置３の第３の実施形態では、装置３の電気抵抗の変化は、マイクロ波放射ＨＹＦの強度に直接的にセンシティブである材料の少なくとも一つの部分３８によって作り出される。各部分３８は、端子３ａと３ｂとの間に電気的に接続され、その材料は、その部分によって受け取られるマイクロ波放射ＨＹＦの強度に依存する電気抵抗率を作り出すように選択される。各部分３８の材料は、特に、たとえば、基板１の面に垂直に計測された、１０ｎｍ（ナノメートル）と１０μｍの間の厚さをもつ、バナジウム酸化物（ＶＯ_２）であってもよい。一般に、既に述べられた金属−絶縁体転移を伴う材料もまた、これらの第３の実施形態に適する。そのような実施形態について、各部分３８は、マイクロ波放射ＨＹＦに露出される必要がある。図３ｄに従って、２次元構造２、たとえば上で説明された金属格子は、周縁ループＣ内における基板１上に制限され得る。周縁ループＣは、電気伝導性であり、また基板１によって支えられ、２次元構造２に電気的に接続される。そして、制限されたゾーンが、周縁ループＣの外側に、この後者と基板１の周縁端との間に、基板１上に提供されてもよい。そして、部分３８は、別個の端子３ｂを用いて、制限されたゾーンの各々において基板１によって支えられてもよい。各ゾーンにおいて、部分３８は、この端子３ｂへの一方の側及び周縁ループＣへの他方の側へ電気的に接続される。端子３ｂのうちの１つへの、および周縁ループＣへの各部分３８の電気的接続は、周縁ループＣと２次元構造２に用いられる材料堆積とエッチングのステップの間に形成されてもよい。そして、各端子３ａは、周縁ループＣをもつ部分３８のうちの１つの電気的接続の点又はセグメントから成る。本発明のそのような第３の実施形態の１つの利点は、可変である電気抵抗をもつ電気的接続装置３が２次元構造２をもつ基板１によって支えられることである。検出システム１００内におけるコスト削減と組立の容易性は、この結果である。

最後に、図３ｅは、図３ｄの実施形態の可能な変形を例解する。図３ｅの明瞭さと簡潔さの理由のために、しかし基板１についての全ての可能な形態について限定なしに、後者は、正方形である周縁端を用いて表されている。そして、伝導性周縁ループＣは、この正方形の端に平行であってもよい。伝導性２次元構造２は、やはり上で説明されたように金属格子であってもよいが、周縁ループＣにそれを接続させるこの格子の周縁セグメントにおいて、マイクロ波放射ＨＹＦにセンシティブである材料の部分３８を備える。この観点において、部分３８は、伝導性２次元構造２の一部を構成する。したがって、各部分３８は、２次元構造２の中央部に電気的に接触し、端子３ａを構成する第１の端、及び、周縁ループＣに電気的に接触し、端子３ｂを構成する第２の端を有する。

図３ｅの実施形態において、２次元構造２の中央部は、特に２つの誘電性層の間に挿入されている少なくとも１つの薄い金属層に基づいて、又は上に指示されたように伝導性の透過性である酸化物の少なくとも１つの薄い層に基づいて、やはりいずれの構成を有してもよく、これ又はこれらの層は連続である場合もあり、あるいは隙間が提供されている場合もあることを当業者は理解するであろう。

図３ｄと図３ｅの実施形態の変形では、マイクロ波放射に対してセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料の部分３８を、静電界（ＤＣ）に対してセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料の部分に、又は、これらの図３ｄと図３ｅに指示されたように端子３ａと３ｂに接続されながら、基板１上にマウントされているダイオードに置き換えることが可能である。このように実装されたダイオードは、上で説明されたＰＩＮ型であってもよい。そのような変形について、電圧源３１ｂは、伝導性２次元構造２を構成する金属格子の中央部と周縁ループＣとの間に電気的に接続される。

最後に、図３ｅの実施形態から、マイクロ波放射ＨＹＦの強度にセンシティブである金属−絶縁体転移を有する材料を用いて伝導性２次元構造２全体を作り出すこともまた可能である。この材料が、光学放射ＲＯに対して透過性である場合、それは、周縁ループＣ内において基板１の面を連続的に覆ってもよい。これに代えて、それが光学放射ＲＯに対して不透明である場合、２次元構造２は、基板１によって支えられている、マイクロ波放射ＨＹＦの強度に対してセンシティブである金属−絶縁体転移を伴うこの材料の格子であってもよい。

上に詳述された実施形態に対して、本発明はそのいくつかの第２の態様を変えることによって、説明された利点を確保しつつ、再現され得ることが理解される。

さらに、及び一般に、遮蔽効率ＥＢについて所望の値を得るように、マイクロ波放射ＨＹＦの強度の異なるレベルに対して作り出されるべき、装置３についての電気抵抗値は、進歩性を要することなしに、パラメトリックデジタルシミュレーションを通して、実験的な若しくは経験的測定によって、又は理論的なモデルによって決定され得る。

Claims (13)

1. 光学的に透過性である電磁遮蔽組立体（１０）であって、
   ２つの対向する面（Ｓ_１、Ｓ_２）を有する剛性の基板（１）であって、前記２つの面の間において、マイクロ波放射（ＨＹＦ）と呼ばれる、０．１ＧＨｚと４０ＧＨｚの間に含まれる周波数を有する少なくとも１つの電磁放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、前記２つの面の間において、０．１μｍと１５μｍの間に含まれる波長を有する光学放射（ＲＯ）に対しても少なくとも部分的に透過性である基板と、
   基板（１）の面（Ｓ_１、Ｓ_２）のうちの少なくとも１つに設けられ、光学放射（ＲＯ）に対して少なくとも部分的に透過性である少なくとも１つの電気伝導性２次元構造（２）と、
   少なくとも１つの第１の端子（３ａ）を少なくとも１つの第２の端子（３ｂ）に電気的に接続する、電気的接続装置（３）であって、各第１の端子は伝導性２次元構造（２）に電気的に接続されており、各第２の端子は電気伝導性シェルの少なくとも一部（１０１）に電気的に接続されることが意図されている、電気的接続装置（３）と
   を備え、
   電気的接続装置（３）は、各第１の端子（３ａ）と各第２の端子（３ｂ）との間において有効な電気抵抗について可変値を作り出すように適合されており、電気抵抗値が操作者によって調節可能であるか又はマイクロ波放射（ＨＹＦ）の強度のレベルに応じて自動的に可変であることのいずれかによって、電気抵抗が、マイクロ波放射の強度の第１のレベルについて第１の値、および、マイクロ波放射の強度の第２のレベルについて第２の値を有し、電気抵抗の前記第１の値が前記電気抵抗の前記第２の値よりも低い一方、マイクロ波放射の強度の前記第１のレベルが前記マイクロ波放射の強度の前記第２のレベルよりも高いことを特徴とする、遮蔽組立体。
2. シェルの一部（１０１）の開口を閉じるのに適し、光学放射（ＲＯ）にセンシティブであるセンサ（２０）の光学入力（Ｅ_２０）の前に同時に設けられるのに適したポートホール又は窓を形成する、請求項１に記載の遮蔽組立体（１０）。
3. 第１（３ａ）と第２（３ｂ）の端子の間の、可変電気抵抗値を有する電気的接続装置（３）が、光学放射（ＲＯ）とマイクロ波放射（ＨＹＦ）に対して部分的に透過性である基板（１）によって支えられている、請求項１又は２に記載の遮蔽組立体（１０）。
4. 電気的接続装置（３）が、第１（３ａ）と第２（３ｂ）の端子の間で有効である電気抵抗が、伝導性２次元構造（２）のスクエア当たりの抵抗値の５倍よりも大きい第１の値と、前記伝導性２次元構造のスクエア当たりの抵抗値の５分の１よりも小さい第２の値との間で可変であるように適合された、請求項１から３のいずれか一項に記載の遮蔽組立体（１０）。
5. 電気的接続装置（３）が、
   マイクロ波放射検出器（３０）であって、検出器によって受け取られるマイクロ波放射（ＨＹＦ）の強度を表す検出信号を送達するのに適したマイクロ波放射検出器と、
   第１（３ａ）と第２（３ｂ）の端子の間に接続され、電気抵抗の可変値を作り出すのに適した電子回路（３１）と、
   マイクロ波放射検出器（３０）によって送達される検出信号に応じて、電子回路（３１）によって作り出される電気抵抗の値を変えるのに適した制御器（３２）と
   を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の遮蔽組立体（１０）。
6. 電子回路（３１）が、並列に接続され各々が個々の抵抗値を有する数個の枝（３１−１、３１−２など）を備え、枝のうちの少なくとも１つが、制御器（３２）によって制御されるスイッチ（３１−１Ｃ、３１−２Ｃなど）を備えて、２次元構造（２）とシェルの一部（１０１）との間の前記枝によって作り出される電気的結合をアクティブ化する又はディセーブルする、請求項５に記載の遮蔽組立体（１０）。
7. 電子回路（３１）が、０．１ＧＨｚと４０ＧＨｚの間に含まれる少なくとも１つの周波数に対して抵抗性である少なくとも１つのコンポーネント（３１ａ）を備え、前記コンポーネントの抵抗値が、前記周波数において有効であり、前記コンポーネントに印加され、マイクロ波放射検出器（３０）によって送達される検出信号に応じて前記制御電圧を変えるように制御器に（３２）によって制御される制御電圧に応じて可変である、請求項５に記載の遮蔽組立体（１０）。
8. 電気的接続装置（３）が、
   マイクロ波放射検出器（３０）であって、検出器によって受け取られるマイクロ波放射（ＨＹＦ）の強度を表す検出信号を送達するのに適したマイクロ波放射検出器と、
   第１（３ａ）と第２（３ｂ）の端子の間に電気的に接続された金属−絶縁体転移を伴う感熱性材料の部分（３５）であって、前記感熱性材料の部分の温度に応じて電気抵抗の可変値を作り出すのに適した、感熱性材料の部分と、
   感熱性材料の部分（３５）の温度を変えるように配置された熱調整手段（３６）と、
   マイクロ波放射検出器（３０）によって送達される検出信号に応じて熱調整手段（３６）をアクティブ化するのに適した制御器（３２’）と
   を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の遮蔽組立体（１０）。
9. 電気的接続装置（３）が、金属−絶縁体転移を伴う材料の部分（３８）であって、マイクロ波放射（ＨＹＦ）の強度にセンシティブであり、前記部分が前記マイクロ波放射を受け取るように露出されたときに、マイクロ波放射の強度の変化に応答して可変電気抵抗値を作り出すことが可能な部分を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の遮蔽組立体（１０）。
10. マイクロ波放射（ＨＹＦ）の強度にセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料の部分（３８）が、基板（１）によって支えられている、請求項９に記載の遮蔽組立体（１０）。
11. マイクロ波放射（ＨＹＦ）の強度にセンシティブである金属−絶縁体転移を伴う材料の部分（３８）が、伝導性２次元構造（２）の少なくとも一部を構成する、請求項９又は１０に記載の遮蔽組立体（１０）。
12. 検出システム（１００）であって、
    光学放射（ＲＯ）にセンシティブである光学センサ（２０）と、
    光学センサ（２０）を囲み、開口を含む、電気伝導性シェルの少なくとも一部（１０１）と、
    請求項１から１１のいずれか一項に従う遮蔽組立体（１０）であって、シェルの一部（１０１）の開口を閉じる間、光学センサ（ＲＯ）の光学入力（Ｅ_２０）の前に設けられている、遮蔽組立体と
    を備え、
    遮蔽組立体（１０）の電気的接続装置（３）の各第１の端子（３ａ）は、伝導性２次元構造（２）に電気的に接続されており、前記電気的接続装置の各第２の端子（３ｂ）は、シェルの一部（１０１）に電気的に接続されている、検出システム。
13. マイクロ波放射（ＨＹＦ）の一部にセンシティブであるマイクロ波放射センサ（４０）をさらに備え、
    遮蔽組立体（１０）が、光学センサ（２０）の光学入力（Ｅ_２０）の前に設けられることに加えて、マイクロ波放射センサ（４０）の放射入力（Ｅ_４０）の前にも設けられている、請求項１２に記載の検出システム（１００）。

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