JPH05114756A - 調整可能な高周波デバイス - Google Patents
調整可能な高周波デバイスInfo
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- JPH05114756A JPH05114756A JP3157726A JP15772691A JPH05114756A JP H05114756 A JPH05114756 A JP H05114756A JP 3157726 A JP3157726 A JP 3157726A JP 15772691 A JP15772691 A JP 15772691A JP H05114756 A JPH05114756 A JP H05114756A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/84—Switching means for devices switchable between superconducting and normal states
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
- Y10S505/701—Coated or thin film device, i.e. active or passive
- Y10S505/702—Josephson junction present
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S505/851—Control circuit for electromagnetic device
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 誘電体層２に対して設けられた、磁界の侵入
深さより厚さが小さい超伝導薄層１と、この超伝導薄層
のクーパー対の密度を変化させることのできる手段101
とを備える同調可能な高周波数デバイスである。 【効果】 マイクロ波吸収体に使用することができる。
深さより厚さが小さい超伝導薄層１と、この超伝導薄層
のクーパー対の密度を変化させることのできる手段101
とを備える同調可能な高周波数デバイスである。 【効果】 マイクロ波吸収体に使用することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導材料をベースと
する同調可能な高周波デバイスに関するものである
する同調可能な高周波デバイスに関するものである
【０００２】
【従来の技術】電磁波を処理するためのデバイスを、超
伝導材料で形成された素子と、その超伝導材料素子と結
合された誘電性素子とによって構成することができる。
超伝導材料から構成される素子の厚さは磁界の侵入深さ
λlより小さいので、超伝導素子による運動インダクタ
ンス(Kinetic Inductance)として知られている付加的な
インダクタンスを有する。
伝導材料で形成された素子と、その超伝導材料素子と結
合された誘電性素子とによって構成することができる。
超伝導材料から構成される素子の厚さは磁界の侵入深さ
λlより小さいので、超伝導素子による運動インダクタ
ンス(Kinetic Inductance)として知られている付加的な
インダクタンスを有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このインダクタンス
は、超伝導電子の運動エネルギーを考慮する。極めて薄
い層の場合、このインダクタンスは磁界の侵入深さλl
の二乗に比例し、従って、クーパー(Copper)対の密度に
反比例する。所定のクーパー対の密度では、運動インダ
クタンスは一定である。そこで、本発明は、付加的な運
動インダクタンスを意図的に変更することのできる手段
を提供せんとするものである。そのため、本発明による
手段は、クーパー対の密度を変更することを可能にする
ようなものである。このクーパー対の密度は、温度の変
化、バイアス電流の印加、磁界の印加及び超伝導体への
放射線照射によって変化される。
は、超伝導電子の運動エネルギーを考慮する。極めて薄
い層の場合、このインダクタンスは磁界の侵入深さλl
の二乗に比例し、従って、クーパー(Copper)対の密度に
反比例する。所定のクーパー対の密度では、運動インダ
クタンスは一定である。そこで、本発明は、付加的な運
動インダクタンスを意図的に変更することのできる手段
を提供せんとするものである。そのため、本発明による
手段は、クーパー対の密度を変更することを可能にする
ようなものである。このクーパー対の密度は、温度の変
化、バイアス電流の印加、磁界の印加及び超伝導体への
放射線照射によって変化される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によるならば、第
１の誘電体層に堆積された、磁界の侵入深さλl より厚
さが薄い少なくとも１つの超伝導体薄層と、該超伝導体
薄層のクーパー対の密度の変化させることができる手段
とを備える同調可能な高周波デバイスが提供される。本
発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して行
う以下の実施例の説明から明らかになろう。
１の誘電体層に堆積された、磁界の侵入深さλl より厚
さが薄い少なくとも１つの超伝導体薄層と、該超伝導体
薄層のクーパー対の密度の変化させることができる手段
とを備える同調可能な高周波デバイスが提供される。本
発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して行
う以下の実施例の説明から明らかになろう。
【０００５】
【実施例】図１の単純化したデバイスは、１つの面に超
伝導材料層１を有し、電磁波ＥＭを受ける大きい厚さを
有すると考えられる誘電体層２をの有する素子を有す
る。超伝導材料層１の厚さは、磁界の侵入深さλl より
小さい。手段101 は、例えば電流Ｉを注入することによ
って、クーパー対の密度を変化させるために使用され
る。しかし、クーパー対の密度を変化させることのでき
る手段ならいずれの手段でも適している。超伝導材料に
おいて、温度の上昇は、クーパー対の密度の減少を誘導
し、その結果、侵入深さλl は大きくなる。従って、電
磁波ＥＭの透過及び反射係数は温度に依存する。クーパ
ー対密度を変化させるために使用される方法は、全て、
温度と同じ効果を有する。理論的な結果は、以下の説明
では換算温度の関数ｔ（動作温度と臨界温度との比）と
して示される。ｔが１に等しい時、超伝導材料層は常伝
導状態にある。２流体モデルによって10GHz で計算した
図１の曲線は、ｔの関数として、透過係数Ｔs と、常伝
導状態の超伝導材料層で生じる位相シフトに対してπで
除算したその位相シフトとを示す。曲線Ｔ１s は、厚さ
５nmの層１の透過係数の曲線を示し、Ｔ２s は、厚さ10
nmの層１の場合の同様な曲線を示す。曲線ＤＴ１s 及び
ＤＴ２s は、各々厚さ５nm及び10nmの層の場合の、透過
中の位相シフトを示す。図３は、反射係数ＲS と、πに
よって除算された、透過中の位相シフトの変化の曲線を
示すものである。従って、図３は、反射係数曲線Ｒ１S
及びＲ２S （各々、厚さ５及び10nmの層１の場合）と、
反射での位相シフト曲線ＤＴ１s 及びＤＴ２s （各々、
同様な厚さの層の場合）とを示している。超伝導材料層
の効果は、換算温度が0.8 より大きい場合極めて大きく
変化する。特に、反射での位相シフトの最大値は、10゜
より大きくなることがある。
伝導材料層１を有し、電磁波ＥＭを受ける大きい厚さを
有すると考えられる誘電体層２をの有する素子を有す
る。超伝導材料層１の厚さは、磁界の侵入深さλl より
小さい。手段101 は、例えば電流Ｉを注入することによ
って、クーパー対の密度を変化させるために使用され
る。しかし、クーパー対の密度を変化させることのでき
る手段ならいずれの手段でも適している。超伝導材料に
おいて、温度の上昇は、クーパー対の密度の減少を誘導
し、その結果、侵入深さλl は大きくなる。従って、電
磁波ＥＭの透過及び反射係数は温度に依存する。クーパ
ー対密度を変化させるために使用される方法は、全て、
温度と同じ効果を有する。理論的な結果は、以下の説明
では換算温度の関数ｔ（動作温度と臨界温度との比）と
して示される。ｔが１に等しい時、超伝導材料層は常伝
導状態にある。２流体モデルによって10GHz で計算した
図１の曲線は、ｔの関数として、透過係数Ｔs と、常伝
導状態の超伝導材料層で生じる位相シフトに対してπで
除算したその位相シフトとを示す。曲線Ｔ１s は、厚さ
５nmの層１の透過係数の曲線を示し、Ｔ２s は、厚さ10
nmの層１の場合の同様な曲線を示す。曲線ＤＴ１s 及び
ＤＴ２s は、各々厚さ５nm及び10nmの層の場合の、透過
中の位相シフトを示す。図３は、反射係数ＲS と、πに
よって除算された、透過中の位相シフトの変化の曲線を
示すものである。従って、図３は、反射係数曲線Ｒ１S
及びＲ２S （各々、厚さ５及び10nmの層１の場合）と、
反射での位相シフト曲線ＤＴ１s 及びＤＴ２s （各々、
同様な厚さの層の場合）とを示している。超伝導材料層
の効果は、換算温度が0.8 より大きい場合極めて大きく
変化する。特に、反射での位相シフトの最大値は、10゜
より大きくなることがある。
【０００６】同調可能な吸収体は、クーパー対密度の関
数として、極めて薄い超伝導材料層の反射係数及び透過
係数の変化を使用することによって、形成される。図４
（ａ）は、誘電体層２及び３に挟まれた超伝導材料層１
を有する多層スクリーンを図示したものである。誘電体
層３は、電磁波ＥＭを受ける極めて薄い熱放散炭素層４
を有する。この構造の両側は、真空である。図５（ａ）
の構造は、図４（ａ）の構造に類似しているが、誘電体
層２が、電磁波のインピーダンスが零と考えられる厚い
導体層５で被覆されている。電磁波が通過する第１の誘
電体層４の表面抵抗は、377オームであり、真空中の電
磁波のインピーダンスに等しい。図４（ａ）の構造は真
空下に配置されたスクリーンによって構成されており、
図５（ａ）の構造は、零インピーダンス（金属）を有す
る電導性の高い媒体に適用されるので、これらの構造の
反射係数曲線は異なる（図４（ｂ）及び図５（ｂ））。
数ギガヘルツの同調範囲は、超伝導材料層の温度を変化
させることによって、あるいは、電子対密度を変化させ
る他の方法によって得られる。
数として、極めて薄い超伝導材料層の反射係数及び透過
係数の変化を使用することによって、形成される。図４
（ａ）は、誘電体層２及び３に挟まれた超伝導材料層１
を有する多層スクリーンを図示したものである。誘電体
層３は、電磁波ＥＭを受ける極めて薄い熱放散炭素層４
を有する。この構造の両側は、真空である。図５（ａ）
の構造は、図４（ａ）の構造に類似しているが、誘電体
層２が、電磁波のインピーダンスが零と考えられる厚い
導体層５で被覆されている。電磁波が通過する第１の誘
電体層４の表面抵抗は、377オームであり、真空中の電
磁波のインピーダンスに等しい。図４（ａ）の構造は真
空下に配置されたスクリーンによって構成されており、
図５（ａ）の構造は、零インピーダンス（金属）を有す
る電導性の高い媒体に適用されるので、これらの構造の
反射係数曲線は異なる（図４（ｂ）及び図５（ｂ））。
数ギガヘルツの同調範囲は、超伝導材料層の温度を変化
させることによって、あるいは、電子対密度を変化させ
る他の方法によって得られる。
【０００７】厚さが磁界の侵入深さλl よりかなり小さ
い超伝導層の、単位正方形当たりの運動インダクタンス
Ｌs は 下記の式によって表される。 Ｌs＝μo λ2 L／ｄ 但し、ｄは超伝導層の厚さ μo は真空透過率 このような層の表面インダクタンスは、図６（ａ）に図
示したように極めて薄い超伝導層１と伝導性の高い常伝
導の金属の厚いプレート５との間に、無視することので
きる損失を有し、適切な厚さｅ1を有する誘電体を配置
することによってかなり大きくなる。厚さｅ1は、下記
の式に示すように、誘電体中の波長の半分の倍数の近傍
にある； ｅ1 ≒ｋλo ／２（ε1)1/2−λ2 L／ｄ （但し、ｋは正の整数 λL は磁界の侵入深さ λo は真空中の波長 ε1 は誘電体の比誘電率 例えば、０Ｋでの侵入深さが 800nmであり、超伝導層の
厚さが１〜５nmの超伝導材料層の場合、誘電率ε1 が15
の時、誘電体層２の厚さは3.67mmでなければならない。
超伝導材料層の抵抗率が常伝導状態で 300μΩ・cmの場
合、10GHz での表面インダクタンスの最大利得は、換算
温度0.786 で48である。これらの値は、２流体モデルに
よって計算されている。侵入深さとして使用した値（80
0nm)は、例えばＹＢa2Ｃu3Ｏ7 のような臨界温度の高い
超伝導体の１方向で測定した値に近い。この時、磁界の
方向は、結晶のａ軸またはｂ軸に平行であり、侵入の方
向はｂ軸またはａ軸に平行である。図７（ｂ）及び
（ｃ）に図示したように、図６（ａ）の２層デバイスの
表面インダクタンスは、換算温度に大きく関係し、負の
値（静電容量）から正の値に極めて急速に変化する。ま
た、インピーダンスの実数部は、表面インダクタンスの
値の零に対応する温度でピークを示す（図７（ａ）及び
（ｂ）を参照）。この実数部は、超伝導体のパラメータ
の数値の関数である。
い超伝導層の、単位正方形当たりの運動インダクタンス
Ｌs は 下記の式によって表される。 Ｌs＝μo λ2 L／ｄ 但し、ｄは超伝導層の厚さ μo は真空透過率 このような層の表面インダクタンスは、図６（ａ）に図
示したように極めて薄い超伝導層１と伝導性の高い常伝
導の金属の厚いプレート５との間に、無視することので
きる損失を有し、適切な厚さｅ1を有する誘電体を配置
することによってかなり大きくなる。厚さｅ1は、下記
の式に示すように、誘電体中の波長の半分の倍数の近傍
にある； ｅ1 ≒ｋλo ／２（ε1)1/2−λ2 L／ｄ （但し、ｋは正の整数 λL は磁界の侵入深さ λo は真空中の波長 ε1 は誘電体の比誘電率 例えば、０Ｋでの侵入深さが 800nmであり、超伝導層の
厚さが１〜５nmの超伝導材料層の場合、誘電率ε1 が15
の時、誘電体層２の厚さは3.67mmでなければならない。
超伝導材料層の抵抗率が常伝導状態で 300μΩ・cmの場
合、10GHz での表面インダクタンスの最大利得は、換算
温度0.786 で48である。これらの値は、２流体モデルに
よって計算されている。侵入深さとして使用した値（80
0nm)は、例えばＹＢa2Ｃu3Ｏ7 のような臨界温度の高い
超伝導体の１方向で測定した値に近い。この時、磁界の
方向は、結晶のａ軸またはｂ軸に平行であり、侵入の方
向はｂ軸またはａ軸に平行である。図７（ｂ）及び
（ｃ）に図示したように、図６（ａ）の２層デバイスの
表面インダクタンスは、換算温度に大きく関係し、負の
値（静電容量）から正の値に極めて急速に変化する。ま
た、インピーダンスの実数部は、表面インダクタンスの
値の零に対応する温度でピークを示す（図７（ａ）及び
（ｂ）を参照）。この実数部は、超伝導体のパラメータ
の数値の関数である。
【０００８】表面インダクタンスが純粋に実数であり、
周波数の数値、侵入深さ及び遷移前の超伝導体の抵抗率
に対して、 377Ωに調節することのできるので、本発明
は、狭帯域の電磁波吸収体として使用することができ
る。表面抵抗の増大にもかかわらず、この２層構造はま
た種々の電子的に制御可能なデバイスに使用すると利点
がある。本発明は、レーダーの極性信号のスクランブラ
を作成するために適用することができる。このようなス
クランブラは、上記の２層構造の特性と、臨界温度の高
い超伝導体の高い異方性とを使用する。実際例えば、面
内にｃ軸を有するＹＢa2Ｃu3Ｏ7 の超伝導材料層では、
超伝導材料層に対して直角な方向における０Ｋでの磁界
の侵入深さは、磁界の磁化方向によって変化する。侵入
深さは、磁化がａ軸またはｂ軸に平行である時 800nmの
付近であり、磁化がｃ軸に平行な場合140nm の付近であ
る。侵入深さ800nm に対応する磁化の場合、２層での反
射位相シフトは、換算温度が0.84から0.88に変化する
と、−0.7πから 0.7πに変化する (図８（ｄ）の曲線
ＤＲを参照）。一方、磁化が直角の場合（λL ＝140nm
の場合) 、反射位相シフトは−πに等しく変化しない。
従って、クーパー対密度を調節することによって、反射
後に、直線偏波の入射波の偏波を劣化させる。従って、
偏波面の回転、円偏波または楕円偏波を得ることができ
る。入射波の偏波がｃ軸に平行な時、このデバイスは無
効である。この欠点を解消するために、垂直なｃ軸を有
する超伝導体プレートによって形成された二面角型の２
つの反射面を有する装置を使用することができる（図９
を参照）。入射波の偏波が円形である時はまた反射後の
変更を得ることでき、偏波の方向を反転することができ
る。
周波数の数値、侵入深さ及び遷移前の超伝導体の抵抗率
に対して、 377Ωに調節することのできるので、本発明
は、狭帯域の電磁波吸収体として使用することができ
る。表面抵抗の増大にもかかわらず、この２層構造はま
た種々の電子的に制御可能なデバイスに使用すると利点
がある。本発明は、レーダーの極性信号のスクランブラ
を作成するために適用することができる。このようなス
クランブラは、上記の２層構造の特性と、臨界温度の高
い超伝導体の高い異方性とを使用する。実際例えば、面
内にｃ軸を有するＹＢa2Ｃu3Ｏ7 の超伝導材料層では、
超伝導材料層に対して直角な方向における０Ｋでの磁界
の侵入深さは、磁界の磁化方向によって変化する。侵入
深さは、磁化がａ軸またはｂ軸に平行である時 800nmの
付近であり、磁化がｃ軸に平行な場合140nm の付近であ
る。侵入深さ800nm に対応する磁化の場合、２層での反
射位相シフトは、換算温度が0.84から0.88に変化する
と、−0.7πから 0.7πに変化する (図８（ｄ）の曲線
ＤＲを参照）。一方、磁化が直角の場合（λL ＝140nm
の場合) 、反射位相シフトは−πに等しく変化しない。
従って、クーパー対密度を調節することによって、反射
後に、直線偏波の入射波の偏波を劣化させる。従って、
偏波面の回転、円偏波または楕円偏波を得ることができ
る。入射波の偏波がｃ軸に平行な時、このデバイスは無
効である。この欠点を解消するために、垂直なｃ軸を有
する超伝導体プレートによって形成された二面角型の２
つの反射面を有する装置を使用することができる（図９
を参照）。入射波の偏波が円形である時はまた反射後の
変更を得ることでき、偏波の方向を反転することができ
る。
【０００９】本発明は、また、中心周波数近傍でレーダ
ー面積を等価的に減少させる装置を作成する場合にも適
用される。図10（ａ）〜（ｃ）に図示したように、素子
20のような素子は、ｃ軸が垂直な超伝導２層構造の形態
である。素子21のような素子は、ｃ軸が平行な制御可能
な超伝導２層構造の形態である。所定の周波数におい
て、２層構造のクーパー対の密度は、電磁界の両成分に
対して、点20及び21での反射による位相シフトのπの変
化を得るように調節される。結晶軸の方向が互いに直角
な複数のデバイスを、並置することができる。例えば、
図10（ｂ）には平面ＸＹに沿って配置された１組のデバ
イスが図示されている。説明を単純にするために、図10
（ｂ）の「表皮」または「表面」は平らな形状で図示し
たが、必ずしもその必要はないことは注意されたい。空
間的に湾曲した形状を有することもある。いくつかの素
子は軸線Ｙに平行なｃ軸を有し、他の素子は軸線Ｘに平
行なｃ軸を有する。入射磁界ＥＭの偏波は、平面ＸＹ内
でいずれの方向を有することもできる。これらの条件下
で、図８（ｄ）を参照すると、隣接した素子間の反射時
の位相シフトは、偏波の２つの成分についてπに調節で
きる。また、それらのデバイスは、別々に電子的に制御
され、従って、異なる多数の位相シフトを有する反射を
実現することが可能になり、レーダ符号を自由に替える
ことができる。
ー面積を等価的に減少させる装置を作成する場合にも適
用される。図10（ａ）〜（ｃ）に図示したように、素子
20のような素子は、ｃ軸が垂直な超伝導２層構造の形態
である。素子21のような素子は、ｃ軸が平行な制御可能
な超伝導２層構造の形態である。所定の周波数におい
て、２層構造のクーパー対の密度は、電磁界の両成分に
対して、点20及び21での反射による位相シフトのπの変
化を得るように調節される。結晶軸の方向が互いに直角
な複数のデバイスを、並置することができる。例えば、
図10（ｂ）には平面ＸＹに沿って配置された１組のデバ
イスが図示されている。説明を単純にするために、図10
（ｂ）の「表皮」または「表面」は平らな形状で図示し
たが、必ずしもその必要はないことは注意されたい。空
間的に湾曲した形状を有することもある。いくつかの素
子は軸線Ｙに平行なｃ軸を有し、他の素子は軸線Ｘに平
行なｃ軸を有する。入射磁界ＥＭの偏波は、平面ＸＹ内
でいずれの方向を有することもできる。これらの条件下
で、図８（ｄ）を参照すると、隣接した素子間の反射時
の位相シフトは、偏波の２つの成分についてπに調節で
きる。また、それらのデバイスは、別々に電子的に制御
され、従って、異なる多数の位相シフトを有する反射を
実現することが可能になり、レーダ符号を自由に替える
ことができる。
【００１０】本発明はまた、図11に図示したような電磁
波偏向器に応用することができる。この偏向器は、電磁
波源から放射される放射線の波長よりサイズが小さい２
層超伝導素子のアレーによって形成されたデバイス30を
備える。デバイス30の各素子は、入射放射線の一部を反
射させて、回折させる。磁界の偏波がｃ軸に垂直な場
合、上記の方法を使用して、各素子の反射で位相を制御
することができる。従って、各素子での反射ビームの位
相を調節することによって、反射ビームの角度をスウィ
ープすることができる。偏波方向が変化する反射ビーム
を使用して操作するためには、近接した磁界に偏波回転
子を加えることが必要である。これは、図９に示したよ
うに、ｃ軸が垂直な超伝導プレートにビームを２回反射
させることによって得られる。固定周波数では、２層構
造の表面インピーダンスの位相角は、クーパー対密度の
関数として、−π／２〜π／２の範囲で（換算温度で約
0.03の間隔で) 急速に変化する。
波偏向器に応用することができる。この偏向器は、電磁
波源から放射される放射線の波長よりサイズが小さい２
層超伝導素子のアレーによって形成されたデバイス30を
備える。デバイス30の各素子は、入射放射線の一部を反
射させて、回折させる。磁界の偏波がｃ軸に垂直な場
合、上記の方法を使用して、各素子の反射で位相を制御
することができる。従って、各素子での反射ビームの位
相を調節することによって、反射ビームの角度をスウィ
ープすることができる。偏波方向が変化する反射ビーム
を使用して操作するためには、近接した磁界に偏波回転
子を加えることが必要である。これは、図９に示したよ
うに、ｃ軸が垂直な超伝導プレートにビームを２回反射
させることによって得られる。固定周波数では、２層構
造の表面インピーダンスの位相角は、クーパー対密度の
関数として、−π／２〜π／２の範囲で（換算温度で約
0.03の間隔で) 急速に変化する。
【００１１】平面導波形（例えば、マイクロストリップ
形）での位相シフタは、図12に図示したように製造され
る。図12のデバイスは、誘電体プレート11によって被覆
された金属プレート10を備える。この誘電体プレート
は、それ自体、超伝導材料層12と誘電体層13とによって
被覆されている。誘電体層13上には、直線状の形態を有
する超伝導材料14からなる素子が堆積されている。この
素子14は、誘電体層15及び金属層16によって被覆されて
いる。素子14、層15及び層16は、電磁波の導波素子を形
成している。例えば、このデバイスは、矩形であるが、
他のいずれの形態でもよい。参照番号17及び18によって
示したような電気接続によって、超伝導層12に電流Ｉ1
を、超伝導層14に電流Ｉ2 を供給することができ、それ
によって、デバイスを電子的に制御することができる。
点Ｓ１（層12及び13のインターフェース) 及び点Ｓ２
（層13と超伝導素子14とのインターフェース) での表面
インピーダンスの制御によって、位相シフトを調節する
ことが可能になる。表面インダクタンスを一定にして、
クーパー対密度を変化させると、周波数は変化する。従
って、この種のデバイスで同調可能な共振器を製造する
ことができる。また、本発明は、ボロメータの製造に応
用することができる。温度の上昇は、入射放射線によっ
て得られることが明らかであり、２層構造の位相シフタ
は、入射電磁波の電力を測定するために使用できる。こ
の測定は、例えば、発振器を製造して、その周波数を測
定することによって、位相シフトに基づいて行うことが
できる。
形）での位相シフタは、図12に図示したように製造され
る。図12のデバイスは、誘電体プレート11によって被覆
された金属プレート10を備える。この誘電体プレート
は、それ自体、超伝導材料層12と誘電体層13とによって
被覆されている。誘電体層13上には、直線状の形態を有
する超伝導材料14からなる素子が堆積されている。この
素子14は、誘電体層15及び金属層16によって被覆されて
いる。素子14、層15及び層16は、電磁波の導波素子を形
成している。例えば、このデバイスは、矩形であるが、
他のいずれの形態でもよい。参照番号17及び18によって
示したような電気接続によって、超伝導層12に電流Ｉ1
を、超伝導層14に電流Ｉ2 を供給することができ、それ
によって、デバイスを電子的に制御することができる。
点Ｓ１（層12及び13のインターフェース) 及び点Ｓ２
（層13と超伝導素子14とのインターフェース) での表面
インピーダンスの制御によって、位相シフトを調節する
ことが可能になる。表面インダクタンスを一定にして、
クーパー対密度を変化させると、周波数は変化する。従
って、この種のデバイスで同調可能な共振器を製造する
ことができる。また、本発明は、ボロメータの製造に応
用することができる。温度の上昇は、入射放射線によっ
て得られることが明らかであり、２層構造の位相シフタ
は、入射電磁波の電力を測定するために使用できる。こ
の測定は、例えば、発振器を製造して、その周波数を測
定することによって、位相シフトに基づいて行うことが
できる。
【００１２】上記の説明は本発明を例示するものにすぎ
ず、本発明の範囲内で他の変更を実施することができる
のは言うまでもない。
ず、本発明の範囲内で他の変更を実施することができる
のは言うまでもない。
【図１】本発明によるデバイスの実施例を図示したもの
である。
である。
【図２】図１のデバイスの動作曲線を図示したものであ
る。
る。
【図３】図１のデバイスの動作曲線を図示したものであ
る。
る。
【図４】（ａ）は、吸収体として動作する本発明のデバ
イスを図示したものであり、（ｂ）は、そのデバイスの
動作曲線を図示したものである。
イスを図示したものであり、（ｂ）は、そのデバイスの
動作曲線を図示したものである。
【図５】（ａ）は、図４（ａ）のデバイスの変形例を図
示したものであり、（ｂ）は、その変形例の動作曲線を
図示したものである。
示したものであり、（ｂ）は、その変形例の動作曲線を
図示したものである。
【図６】（ａ）は、電磁波の反射による位相シフトのた
めの２層デバイスを図示したものである。
めの２層デバイスを図示したものである。
【図７】（ｂ）及び（ｃ）は、図６（ａ）に示す２層デ
バイスの動作曲線を図示したものである。
バイスの動作曲線を図示したものである。
【図８】（ｄ）は、図６（ａ）に示す２層デバイスの動
作曲線を図示したものである。
作曲線を図示したものである。
【図９】偏波スクランブラの実施例を図示したものであ
る。
る。
【図10】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、レーダ面積を等
価的に減少させるデバイスを図示したものである。
価的に減少させるデバイスを図示したものである。
【図11】本発明のデバイスを使用した電磁波偏向器を図
示したものである。
示したものである。
【図12】位相シフタとして使用される直線状導波管を図
示したものである。
示したものである。
１ 超伝導材料層 ２、３ 誘電体層 ４ 熱放散炭素層 ５ 導体層 10 金属プレート 11 誘電体プレート 12 超伝導材料層 13、15 誘電体層 14 超伝導素子 16 金属層 20、21 素子 30 デバイス 101 クーパー対の密度を変化させる手段
Claims (12)
- 【請求項１】第１の誘電体層に堆積された、磁界の侵入
深さλl より厚さが薄い少なくとも１つの超伝導体薄層
と、その超伝導体薄層のクーパー対の密度を変化させる
ことができる手段とを備える同調可能な高周波デバイ
ス。 - 【請求項２】上記超伝導体薄層のクーパー対の密度を変
化させることのできる手段は、 該超伝導体薄層の温度の変化を引き起こす手段と、 上記超伝導体薄層のバイアス電流を印加する手段と、 磁界を印加する手段と、 光学的放射線を印加する手段とのいずれかであることを
特徴とする請求項１に記載のデバイス。 - 【請求項３】上記超伝導薄体層を被覆する誘電体材料の
第２の誘電体層と、該第２の誘電体層を被覆し、吸収す
べき波を受ける比較的伝導性の薄層とを備え、該薄層の
厚さは、その表面インピーダンスが周囲媒体の電磁波イ
ンピーダンスにほぼ等しいように、構成材料の抵抗率の
関数として決定されることを特徴とする請求項１に記載
の高周波吸収デバイス。 - 【請求項４】上記第１の誘電体層は、電磁波インピーダ
ンスがほとんど零の基板に付着していることを特徴とす
る請求項３に記載のマイクロ波吸収デバイス。 - 【請求項５】金属層が、上記第１の誘電体層の上記超伝
導体薄層の反対側に付着しており、位相シフトすべき電
磁波の伝播方向に沿った該誘電体層の厚さは、該位相シ
フトすべき波長の半分の倍数にほぼ比例していることを
特徴とする請求項１に記載のデバイス。 - 【請求項６】金属層が、上記第１の誘電体層の上記超伝
導体薄層の反対側に付着しており、上記第１の誘電体層
の厚さｅ1 は、式 ｅ1 ≒ｋλo ／２（ε1)1/2−λ2 L／ｄ （但し、上記式において、λo は真空中の波長であり、
ε1 は誘電体の比誘電率であり、λL は磁界の侵入深さ
であり、ｄは超伝導体薄層の厚さであり、ｋは正の整数
である。）によって決定されることを特徴とする請求項
１に記載のデバイス。 - 【請求項７】上記デバイスのパラメータは、(ｅ1＋λ2 L
／ｄ)２(ε1)1/2／ｋに近似する値の波長λo に対して
約377 の減少した実数インピーダンスを得るように調節
されていることを特徴とする請求項６に記載のデバイ
ス。 - 【請求項８】互いに接続された複数のデバイスを具備し
ており、上記複数のデバイスの内の或るデバイスの超伝
導薄層のｃ軸は該超伝導薄層の面に含まれており、他の
デバイスの超伝導薄層のｃ軸は、上記或るデバイスの超
伝導薄層のｃ軸に直角な軸に平行であることを特徴とす
る、レーダ面積を等価的に減少する装置への請求項５ま
たは６に記載のデバイスの応用。 - 【請求項９】二重反射（二面角）のために少なくとも２
つのデハイスを備え、その少なくとも２つのデハイスの
ｃ軸は互いに直角であり、反射波の偏波を制御すること
を可能にする偏波スクランブラへの請求項６に記載のデ
バイスの応用。 - 【請求項10】同一平面内に配置された複数のデバイスを
備える電磁波偏向器への請求項５に記載のデバイスの応
用。 - 【請求項11】第１の金属層、第１の誘電体層、第１の超
伝導層及び第２の誘電体層の積層を備える平面の形態の
素子と、 上記第２の誘電体層上に導波器の形に設けられており、
第２の超伝導層、第３の誘電体層及び第２の金属層の積
層を備える素子と、 上記第１及び第２の超伝導層に接続され、これらの超伝
導層に電流を別々に供給して、これらの超伝導層のクー
パー対密度を自由に変化させることのできる電気接続と
を備えること電磁波位相シフタへの請求項５のデバイス
の応用。 - 【請求項12】発振ループ内に位相シフタを含む発振器を
備え、上記位相シフタでの入射電磁波の電力の測定を、
発振周波数の測定によって行うことを特徴とするボロメ
ータの請求項11へのデバイスの応用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9006877A FR2662856B1 (fr) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Dispositifs haute frequence accordables. |
| FR9006877 | 1990-06-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114756A true JPH05114756A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=9397218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3157726A Withdrawn JPH05114756A (ja) | 1990-06-01 | 1991-06-01 | 調整可能な高周波デバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307068A (ja) |
| EP (1) | EP0459882A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05114756A (ja) |
| FR (1) | FR2662856B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020509608A (ja) * | 2017-02-01 | 2020-03-26 | ディー−ウェイブ システムズ インコーポレイテッド | 超伝導集積回路の製造のためのシステム及び方法 |
| JP2021192550A (ja) * | 2016-05-03 | 2021-12-16 | ディー−ウェイブ システムズ インコーポレイテッド | 超伝導回路及びスケーラブルな計算において使用される超伝導デバイスのためのシステム及び方法 |
| US11839164B2 (en) | 2019-08-19 | 2023-12-05 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for addressing devices in a superconducting circuit |
| US11856871B2 (en) | 2018-11-13 | 2023-12-26 | D-Wave Systems Inc. | Quantum processors |
| US11879950B2 (en) | 2018-05-16 | 2024-01-23 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for addressing devices in a superconducting circuit |
| US11930721B2 (en) | 2012-03-08 | 2024-03-12 | 1372934 B.C. Ltd. | Systems and methods for fabrication of superconducting integrated circuits |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9018608D0 (en) * | 1989-08-30 | 2013-11-13 | Texas Instruments Inc | Durable wideband anti-reflection coating for infrared windows |
| US6335622B1 (en) * | 1992-08-25 | 2002-01-01 | Superconductor Technologies, Inc. | Superconducting control elements for RF antennas |
| US5420588A (en) * | 1993-04-14 | 1995-05-30 | Bushman; Boyd B. | Wave attenuation |
| US5808577A (en) * | 1996-05-31 | 1998-09-15 | Lockheed Martin Corporation | Stealth aircraft identification system |
| US7202807B2 (en) * | 2002-10-24 | 2007-04-10 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Dynamic antenna |
| GB2404087A (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-19 | Qinetiq Ltd | Electromagnetic radiation absorber |
| US8643532B1 (en) | 2005-12-12 | 2014-02-04 | Nomadics, Inc. | Thin film emitter-absorber apparatus and methods |
| US7610071B2 (en) * | 2006-03-27 | 2009-10-27 | Uchicago Argonne, Llc | Tunable, superconducting, surface-emitting teraherz source |
| US11249178B2 (en) * | 2019-01-02 | 2022-02-15 | Fractal Antenna Systems, Inc. | Satellite orbital monitoring and detection system using fractal superscatterer satellite reflectors (FSR) |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4456912A (en) * | 1972-04-03 | 1984-06-26 | Harvest Queen Mill & Elevator Company | High energy microwave defense system |
| US4349796A (en) * | 1980-12-15 | 1982-09-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Devices incorporating phonon filters |
| US4905319A (en) * | 1987-07-28 | 1990-02-27 | Syracuse University | Superconducting device including a thin chromium film with negative susceptibility |
| US5011818A (en) * | 1987-07-29 | 1991-04-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Sensing a magnetic field with a super conductive material that exhibits magneto resistive properties |
| JPH0216475A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Sharp Corp | 超電導磁気測定装置 |
| NL8820965A (nl) * | 1988-08-30 | 1990-08-01 | Inst Radiotekh Elektron | Werkwijze voor het meten van de ruimtelijke verdeling van elektromagnetische stralingsintensiteit. |
| US4970395A (en) * | 1988-12-23 | 1990-11-13 | Honeywell Inc. | Wavelength tunable infrared detector based upon super-schottky or superconductor-insulator-superconductor structures employing high transition temperature superconductors |
| US5036042A (en) * | 1988-12-29 | 1991-07-30 | International Superconductor Corp. | Switchable superconducting mirrors |
| USH693H (en) * | 1989-02-24 | 1989-10-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | PYX twister with superconducting confinement |
| US5075283A (en) * | 1989-03-09 | 1991-12-24 | International Superconductor Corp. | High-Tc superconductor quantum interference devices |
| US4978853A (en) * | 1989-03-17 | 1990-12-18 | International Superconductor Corp. | Flux-motion induced bolometer based on ceramic superconductive elements |
| US4962316A (en) * | 1989-07-31 | 1990-10-09 | Santa Barbara Research Center | Frequency domain integrating resonant superconducting transmission line detector |
| US5070241A (en) * | 1989-07-31 | 1991-12-03 | Santa Barbara Research Center | Resonant frequency modulation detector |
| US5097128A (en) * | 1989-07-31 | 1992-03-17 | Santa Barbara Research Center | Superconducting multilayer architecture for radiative transient discrimination |
| US4989006A (en) * | 1989-10-17 | 1991-01-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Microwave absorption system |
| WO1991006016A1 (de) * | 1989-10-19 | 1991-05-02 | Damian Twerenbold | Supraleitender strahlungsdetektor |
| JPH03153089A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合酸化物超電導材料を用いたトンネル接合素子 |
| US5012302A (en) * | 1990-03-30 | 1991-04-30 | Motorola, Inc. | Enhanced conductivity quantum well having resonant charge coupling |
| US5058431A (en) * | 1990-05-23 | 1991-10-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Superconducting Josephson junction gyroscope apparatus |
| US5128316A (en) * | 1990-06-04 | 1992-07-07 | Eastman Kodak Company | Articles containing a cubic perovskite crystal structure |
| US5114912A (en) * | 1991-05-13 | 1992-05-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Two-dimensional, Josephson-array, voltage-tunable, high-frequency oscillator |
-
1990
- 1990-06-01 FR FR9006877A patent/FR2662856B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-23 US US07/704,936 patent/US5307068A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-27 EP EP19910401356 patent/EP0459882A3/fr not_active Withdrawn
- 1991-06-01 JP JP3157726A patent/JPH05114756A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11930721B2 (en) | 2012-03-08 | 2024-03-12 | 1372934 B.C. Ltd. | Systems and methods for fabrication of superconducting integrated circuits |
| JP2021192550A (ja) * | 2016-05-03 | 2021-12-16 | ディー−ウェイブ システムズ インコーポレイテッド | 超伝導回路及びスケーラブルな計算において使用される超伝導デバイスのためのシステム及び方法 |
| US11730066B2 (en) | 2016-05-03 | 2023-08-15 | 1372934 B.C. Ltd. | Systems and methods for superconducting devices used in superconducting circuits and scalable computing |
| JP2020509608A (ja) * | 2017-02-01 | 2020-03-26 | ディー−ウェイブ システムズ インコーポレイテッド | 超伝導集積回路の製造のためのシステム及び方法 |
| US11957065B2 (en) | 2017-02-01 | 2024-04-09 | 1372934 B.C. Ltd. | Systems and methods for fabrication of superconducting integrated circuits |
| US11879950B2 (en) | 2018-05-16 | 2024-01-23 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for addressing devices in a superconducting circuit |
| US11856871B2 (en) | 2018-11-13 | 2023-12-26 | D-Wave Systems Inc. | Quantum processors |
| US11839164B2 (en) | 2019-08-19 | 2023-12-05 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for addressing devices in a superconducting circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5307068A (en) | 1994-04-26 |
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| EP0459882A3 (en) | 1992-04-01 |
| FR2662856A1 (fr) | 1991-12-06 |
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