雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗的制作方法
【專利摘要】雙層三角及正交混合分布的相切圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗屬于電磁屏蔽【技術(shù)領(lǐng)域】，電磁屏蔽光窗由兩層金屬網(wǎng)柵旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列加載于光窗兩側(cè)構(gòu)成，每層金屬網(wǎng)柵均由相同直徑外切連通的金屬圓環(huán)作為基本圓環(huán)按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成，每個(gè)基本圓環(huán)內(nèi)設(shè)有與其內(nèi)切連通、金屬的子圓環(huán)，兩者共同構(gòu)成二維網(wǎng)柵陣列結(jié)構(gòu)的基本單元；在圓環(huán)相切連通的連接處，通過線條交疊或設(shè)置保證金屬環(huán)切點(diǎn)間可靠電聯(lián)接的金屬，確保所有圓環(huán)相互導(dǎo)電。通過雙層網(wǎng)柵交錯(cuò)角的選取，本發(fā)明的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)可顯著降低網(wǎng)柵高級衍射光強(qiáng)分布的不均勻性，使衍射造成的雜散光分布更加均勻，對成像影響更??；選取合適的基片厚度，可獲得良好的電磁屏蔽效率。
【專利說明】雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)透明件電磁屏蔽領(lǐng)域，特別涉及一種雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電磁波應(yīng)用頻譜的展寬和強(qiáng)度的增加，對航天航空裝備、先進(jìn)光學(xué)儀器、通訊設(shè)備、醫(yī)療診斷儀器和保密設(shè)施等領(lǐng)域應(yīng)用的電磁屏蔽光窗的要求越來越高，主要是要求光窗具有超強(qiáng)的寬波段電磁屏蔽能力的同時(shí)，還具有極高的透光率，對光學(xué)成像、觀測、探測的影響越小越好。比如，航天航空裝備領(lǐng)域中飛行器的光窗，必須高品質(zhì)的實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)外的電磁信號隔離，一方面屏蔽外部電磁干擾和有害電磁信號，以免造成艙內(nèi)電子設(shè)備失效，一方面防止艙內(nèi)電子設(shè)備工作時(shí)電磁信號透出光窗造成電磁泄漏，但光窗的透光性是其必備的功能，對光窗進(jìn)行電磁屏蔽應(yīng)盡可能的減小對其透明性的影響，特別是盡可能的不影響光學(xué)探測或光學(xué)成像功能；與此類似，先進(jìn)光學(xué)儀器的光窗也要有盡可能高的透光率和盡可能低的成像質(zhì)量影響，以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的探測和測量，同時(shí)要防止電磁干擾對儀器內(nèi)部光電探測器件的影響；對于黨政機(jī)關(guān)、軍事指揮場所、重要科研單位的保密建筑設(shè)施，需要對其房屋的窗玻璃在保證采光性的同時(shí)，進(jìn)行電磁屏蔽設(shè)計(jì)，以防止室內(nèi)電腦等電子設(shè)備工作時(shí)重要信息以電磁輻射形式向窗外傳播造成泄密；醫(yī)療用電磁隔離室光窗要保證室內(nèi)的電磁波絕大部分被屏蔽而防止室外操作人員長期被電磁波輻射而損害健康，等等。目前這類光窗的電磁屏蔽主要采用透明導(dǎo)電薄膜、金屬誘導(dǎo)透射型多層膜結(jié)構(gòu)、帶阻型頻率選擇表面和具有毫米亞毫米周期的金屬網(wǎng)柵等。
[0003]透明導(dǎo)電薄膜是一種以氧化銦錫為主要材料的透明金屬氧化物薄膜，常應(yīng)用于可見光波段透明的場合，但是不能兼顧較寬的透光波段，雖具有較寬的微波屏蔽波段但屏蔽能力不強(qiáng)。金屬誘導(dǎo)透射型多層膜結(jié)構(gòu)采用多層薄金屬膜與介質(zhì)膜復(fù)合結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對電磁波的屏蔽，對低頻微波屏蔽能力較強(qiáng)，透光區(qū)域主要為可見光和紫外光，但透光率不高。頻率選擇表面采用周期性諧振單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)帶通或帶阻濾波器功能，由于其金屬覆蓋率較高，能夠很好地反射工作頻帶以外的干擾電磁波，但是光學(xué)透光率較低，降低了光學(xué)探測的成像質(zhì)量，給光學(xué)圖像處理、模式識別、目標(biāo)搜索和跟蹤帶來了困難。綜上所述，同時(shí)滿足光窗的寬波段高透光率和寬頻段電磁屏蔽兩個(gè)要求，上述各技術(shù)方案均存在明顯不足。相比而言，具有毫米亞毫米周期的金屬網(wǎng)柵，由于其周期比干擾電磁波長小得多，可以實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的低頻寬波段電磁屏蔽；而金屬網(wǎng)柵周期又遠(yuǎn)大于光學(xué)波長，可以保證光學(xué)波段的透光率。因此，毫米亞毫米周期的金屬網(wǎng)柵具有良好的透明導(dǎo)電性能，可滿足光窗對高透光率和寬頻段電磁屏蔽的要求，在光窗電磁屏蔽【技術(shù)領(lǐng)域】得到了廣泛的應(yīng)用:
[0004]1.專利03135313.5 “一種電磁屏蔽觀察窗”用單重或多重金屬絲網(wǎng)以及類半導(dǎo)體量子阱結(jié)構(gòu)組合成電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)IOGHz以內(nèi)超過50dB的屏蔽效率，該結(jié)構(gòu)在可見光高透射區(qū)域的透光率達(dá)到50%以上。
[0005]2.專利93242068.0 “電磁屏蔽玻璃”在兩層玻璃之間夾導(dǎo)電金屬網(wǎng)，在玻璃外側(cè)用導(dǎo)電透明膜使之粘合在金屬窗框上以構(gòu)成電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有一定的采光性。
[0006]3.專利94231862.5 “無莫爾條紋電磁屏蔽觀察窗”采用由兩層數(shù)目不同的金屬網(wǎng)平行放置，且它們經(jīng)線或者緯線有一定的夾角，以達(dá)到克服莫爾條紋現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)更清晰的視野。
[0007]4.專利02157954.7 “高屏效防信息泄漏玻璃”在金屬絲網(wǎng)兩側(cè)各有一層聚碳酸脂膠片，膠片外側(cè)各貼附一層玻璃，最后熱壓而成電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在透光率達(dá)到60 %的情況下，具有較強(qiáng)的屏蔽效率。
[0008]5.專利200610084149.8 “電磁波屏蔽薄膜及其制造方法”描述了一種由光刻工藝形成的具有金屬網(wǎng)狀圖案的高透明電磁屏蔽薄膜，該發(fā)明的主要目的在于減少金屬耗用量和克服在金屬層和薄膜基材之間使用固化膠造成的環(huán)境污染。
[0009]6.美國專利 US4871220“Short wavelength pass filter having a metal meshon a semiconducting substrate”描述了一種具有正方形結(jié)構(gòu)的金屬網(wǎng)柵,用于實(shí)現(xiàn)光窗的抗電磁干擾性能。
[0010]7.專利201010239355.8 “一種具有經(jīng)緯形網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽共形光學(xué)窗”描述了一種通過金屬網(wǎng)柵技術(shù)和共形光學(xué)窗技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種具有經(jīng)緯形金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的共形電磁屏蔽光學(xué)窗，主要解決共形光學(xué)窗金屬網(wǎng)柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，提高共形光學(xué)窗的電磁屏蔽性能。
[0011]8.專利200610010066.4 “具有圓環(huán)金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗”描述了一種具有圓環(huán)外形的金屬網(wǎng)柵單元，用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)窗的電磁屏蔽功能；相比單層方格金屬網(wǎng)柵，透光率和屏蔽能力得到了提高，高級次衍射造成的雜散光也得到了一定的均化。
[0012]9.專利200810063988.0 “一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗”描述了一種由結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)平行放置于光學(xué)窗或透明襯底兩側(cè)構(gòu)成的電磁屏蔽光學(xué)窗，在不降低透光率的同時(shí)，大幅度提高了電磁屏蔽效率。
[0013]10.專利200810063987.6 “一種具有雙層圓環(huán)金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗”描述了 一種由兩層圓環(huán)金屬網(wǎng)柵加載于光學(xué)窗兩側(cè)構(gòu)成的電磁屏蔽光學(xué)窗，解決高透光率和強(qiáng)電磁屏蔽效率不能同時(shí)兼顧的問題。
[0014]11.美國Battelle研究院Jennifer 1.Halman等人開發(fā)的基于圓環(huán)單元的轂-福條型結(jié)構(gòu)和多圓環(huán)交疊結(jié)構(gòu)的感性金屬網(wǎng)柵(Jennifer 1.Halman等,“Predicted andmeasured transmission and diffraction by a metallic mesh coating，，.Proc.SPIE,2009,7302:73020Y-l-73020Y-8)，并認(rèn)為由于圓環(huán)的作用，該結(jié)構(gòu)可使得網(wǎng)柵高級次衍射分布均化，實(shí)現(xiàn)低旁瓣，對成像有利。
[0015]12.美國 Exotic Electro-Optics 公司的 Ian B.Murray、美國亞利桑那大學(xué)的Victor Densmore和Vaibhav Bora等人共同報(bào)道了對轂-福條型結(jié)構(gòu)和多圓環(huán)交疊結(jié)構(gòu)的感性網(wǎng)柵引入了參數(shù)隨機(jī)分布設(shè)計(jì)后對衍射特性的影響(Ian B.Murray, VictorDensmore, Vaibhav Bora 等人，“Numerical comparision of grid pattern diffractioneffects through measurement and modeling with OptiScan software，，，Proc.SPIE,
2011,8016:80160U-1-80160U-15)，指出各圓環(huán)間距和直徑在一定范圍內(nèi)隨機(jī)取值，有利于提高高級次衍射分布的均勻性。
[0016]上述各方案由于采用金屬網(wǎng)柵(或金屬絲網(wǎng))作為屏蔽的核心器件，可以實(shí)現(xiàn)較好的電磁屏蔽效果和一定的透光率。但采用金屬網(wǎng)柵(或金屬絲網(wǎng))作為電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，就不可避免的受到網(wǎng)柵在光學(xué)波段衍射的影響。由于金屬網(wǎng)柵的周期在毫米或者亞毫米量級，為實(shí)現(xiàn)較高的透光率，其金屬線條寬度一般在微米和亞微米量級，這樣的結(jié)構(gòu)參數(shù)在光學(xué)波段具有非常強(qiáng)的衍射效應(yīng)。入射光絕大部分能量被金屬網(wǎng)柵透射，透射部分包含零級衍射光和高級次衍射光，通常，零級次衍射光是用于成像和觀測的有用信息，高級次衍射光則構(gòu)成雜散光，對成像和探測產(chǎn)生干擾。因此，應(yīng)盡可能的提高零級次衍射光所占的比重，同時(shí)，在高級次衍射光不可避免出現(xiàn)的前提下，盡可能使高級次衍射光分布比較均勻，其形成的雜散光成為比較均勻的背景或者噪聲。
[0017]目前金屬網(wǎng)柵主要為傳統(tǒng)方格網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，如上述專利1-6所主要采用的結(jié)構(gòu)(專利7的結(jié)構(gòu)由于加工在曲面之上，是一種類方格結(jié)構(gòu))，方格網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)透光能力與屏蔽能力存在固有的矛盾，難以同時(shí)兼顧高透光率和強(qiáng)電磁屏蔽效率，特別是方格網(wǎng)柵的高級次衍射能量主要集中在互相垂直的兩軸上，對成像質(zhì)量有一定的影響，甚至在高成像質(zhì)量要求的場合難以應(yīng)用。改變網(wǎng)柵衍射特性一般需要改變其結(jié)構(gòu)特征，上述專利200610010066.4 “具有圓環(huán)金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗”提出用金屬圓環(huán)構(gòu)建成圓環(huán)金屬網(wǎng)柵，改善了方格金屬網(wǎng)柵高級次衍射能量集中分布的缺點(diǎn)，并可以緩解其透光能力與屏蔽能力的矛盾。上述文獻(xiàn)11和12中，Jennifer 1.Halman等人和Ian B.Murray等人，也都提出了基于圓環(huán)單元的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)來提高高級次衍射分布的均勻性，但JenniferI.Halman等人的研究也是單周期圓環(huán)排列結(jié)構(gòu),且排列方向確定,其對調(diào)節(jié)高級次衍射的作用與專利200610010066.4提出的結(jié)構(gòu)相當(dāng)，而Ian B.Murray等人的研究雖然更進(jìn)一步，提出隨機(jī)交疊圓環(huán)結(jié)構(gòu)，令圓環(huán)直徑和間距在一定范圍內(nèi)隨機(jī)分布取值，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高高級次衍射分布均勻性，但圓環(huán)直徑和間距的隨機(jī)分布改變了網(wǎng)孔分布的均勻性，將損害電磁屏蔽效率。
[0018]隨著電磁環(huán)境的日益復(fù)雜，對電磁屏蔽光窗的透光能力和電磁屏蔽能力的要求在不斷提高，尤其是在航空航天裝備領(lǐng)域和先進(jìn)光學(xué)儀器領(lǐng)域，已經(jīng)要求光窗達(dá)到95%甚至更高的透光率的同時(shí)，還具有極低的成像質(zhì)量影響，在低于20GHz的微波頻率范圍實(shí)現(xiàn)30dB以上的屏蔽效率，這使得現(xiàn)有的技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。專利200810063988.0和專利200810063987.6均采用了雙層金屬網(wǎng)柵平行放置于光窗透明基片或襯底的兩側(cè)構(gòu)成，兩層金屬網(wǎng)柵具有相同的單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過優(yōu)化兩層網(wǎng)柵的間距，實(shí)現(xiàn)不降低透光率的同時(shí)，大幅度提高了電磁屏蔽效率。但這種雙層網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)高級次衍射雜散光分布仍然與透光率相同的單層網(wǎng)柵相當(dāng)，不完全滿足未來航空航天裝備和先進(jìn)光學(xué)儀器等領(lǐng)域?qū)Φ统上褓|(zhì)量影響的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的目的在于克服上述已有的光窗電磁屏蔽技術(shù)方案的不足，特別是針對現(xiàn)有單層方格金屬網(wǎng)柵、單層圓環(huán)網(wǎng)柵、雙層方格和圓環(huán)網(wǎng)柵存在高級次衍射造成的雜散光分布相對集中的問題，研發(fā)一種雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，達(dá)到實(shí)現(xiàn)高級次衍射的深度均化和極低的成像質(zhì)量影響的目的，同時(shí)也具有較好的電磁屏蔽效率。
[0020]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:采用一種雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，在光窗透明基片或襯底的兩側(cè)平行放置兩層金屬網(wǎng)柵，兩層金屬網(wǎng)柵具有相同的單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，兩層金屬網(wǎng)柵旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列；每層金屬網(wǎng)柵均由相同直徑的金屬圓環(huán)作為基本圓環(huán)按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成并加載于光窗透明基片或襯底表面，相鄰基本圓環(huán)外切連通，相鄰基本圓環(huán)的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形，各相鄰等邊三角形之間、相鄰正方形之間或相鄰等邊三角形與正方形之間共邊或共頂點(diǎn)；在每個(gè)基本圓環(huán)內(nèi)設(shè)有與其內(nèi)切連通、金屬的子圓環(huán)，所述的基本圓環(huán)與其內(nèi)切連通的子圓環(huán)共同構(gòu)成二維金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的基本單元；所述的基本圓環(huán)與子圓環(huán)的直徑為毫米和亞毫米量級，所述的基本圓環(huán)與子圓環(huán)的金屬線條寬度為微米和亞微米量級；所述的旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列是指:透明基片或襯底兩側(cè)的金屬網(wǎng)柵按非對稱放置時(shí)，兩層金屬網(wǎng)柵之間具有相對旋轉(zhuǎn)，相對旋轉(zhuǎn)角度為交錯(cuò)角；所述的外切連通包括:①兩圓環(huán)外切且外切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬；所述的內(nèi)切連通包括:①兩圓環(huán)內(nèi)切且內(nèi)切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬。
[0021]作為一種優(yōu)選基本結(jié)構(gòu)，上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的相鄰基本圓環(huán)的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形，其中任一正方形至少與一等邊三角形共邊或共頂點(diǎn)，任一等邊三角形至少與一正方形共邊或共頂點(diǎn)。
[0022]上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的每個(gè)基本單元內(nèi)子圓環(huán)個(gè)數(shù)大于或等于2個(gè)，且直徑相同或不同，相鄰子圓環(huán)的圓心和基本圓環(huán)圓心連線所組成的夾角為任意角度，不同基本單元中的子圓環(huán)為等直徑或非等直徑圓環(huán)，個(gè)數(shù)相同或不同。
[0023]上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的基本單元內(nèi)相鄰子圓環(huán)外切連通或相交。
[0024]作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的基本單元中子圓環(huán)的直徑相同，相鄰子圓環(huán)的圓心和基本圓環(huán)圓心連線所組成的夾角相等。
[0025]作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的不同基本單元中的子圓環(huán)個(gè)數(shù)相同，直徑相等。
[0026]作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的不同基本單元中的子圓環(huán)相對位置相同，并由一個(gè)基本單元復(fù)制后按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成單層金屬網(wǎng)柵。
[0027]作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的相鄰基本單元中的子圓環(huán)相對位置不同，并在二維金屬網(wǎng)柵中由一個(gè)基本單元復(fù)制后按等邊三角和二維正交混合排列密接排布，其中任意一個(gè)基本單元相對于其相鄰基本單元在二維平面內(nèi)繞自身基本圓環(huán)圓心旋轉(zhuǎn)一定角度。
[0028]上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的基本圓環(huán)、子圓環(huán)和連接金屬由導(dǎo)電性能良好的合金構(gòu)成，且合金厚度大于lOOnm。
[0029]上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的金屬網(wǎng)柵與光窗透明基片材料之間用鉻或者鈦材料構(gòu)成的粘接層粘接。
[0030]上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的雙層金屬網(wǎng)柵的交錯(cuò)角度選取范圍在1°~29°，31°~59°，61°~89°。
[0031]上述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，所述的附有雙層金屬網(wǎng)柵的透明基片或襯底厚度小于5_。
[0032]本發(fā)明的創(chuàng)新性和良好效果是:
[0033]本發(fā)明的創(chuàng)新性在于:兩層金屬網(wǎng)柵旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列；每層金屬網(wǎng)柵均由相同直徑的金屬圓環(huán)作為基本圓環(huán)按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成并加載于光窗透明基片或襯底表面，相鄰基本圓環(huán)外切連通，相鄰基本圓環(huán)的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形，各相鄰等邊三角形之間、相鄰正方形之間或相鄰等邊三角形與正方形之間共邊或共頂點(diǎn)；在每個(gè)基本圓環(huán)內(nèi)設(shè)有與其內(nèi)切連通、金屬的子圓環(huán)，所述的基本圓環(huán)與其內(nèi)切連通的子圓環(huán)共同構(gòu)成二維金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的基本單元；所述的基本圓環(huán)與子圓環(huán)的直徑為毫米和亞毫米量級，所述的基本圓環(huán)與子圓環(huán)的金屬線條寬度為微米和亞微米量級；所述的旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列是指:透明基片或襯底兩側(cè)的金屬網(wǎng)柵按非對稱放置時(shí)，兩層金屬網(wǎng)柵之間具有相對旋轉(zhuǎn)，相對旋轉(zhuǎn)角度為交錯(cuò)角；所述的外切連通包括:①兩圓環(huán)外切且外切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬；所述的內(nèi)切連通包括:①兩圓環(huán)內(nèi)切且內(nèi)切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬。本發(fā)明的創(chuàng)新性產(chǎn)生的良好效果主要集中于均化金屬網(wǎng)柵的高級次衍射能量分布，具體如下:
[0034]對于單層金屬網(wǎng)柵，基本圓環(huán)以等邊三角形排列或正交排列作為基本排列方式，都可以克服傳統(tǒng)方格金屬網(wǎng)柵存在的高級次衍射能量集中分布的缺點(diǎn)，具有良好的均化高級次衍射能量分布的特性，而且使用基本圓環(huán)按等邊三角形排列和正交混合排列密接排布組成金屬圓環(huán)陣列，可以有效對金屬網(wǎng)柵陣列結(jié)構(gòu)的高級次衍射能量分布進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到均化高級次衍射能量分布的目的，這是本發(fā)明金屬網(wǎng)柵均化高級次衍射能量分布的原因之一 O
[0035]在基本圓環(huán)中加入子圓環(huán)組成基本單元，因?yàn)樵诿總€(gè)基本單元中的子圓環(huán)個(gè)數(shù)、直徑和位置關(guān)系的不同，使其結(jié)構(gòu)疏松，排布雜散，因此高級次衍射能量比較低，而且高級次衍射分布較均勻，避免出現(xiàn)像傳統(tǒng)方格金屬網(wǎng)柵存在的高級次衍射能量集中分布的情況；同時(shí)，在保證透光率相同時(shí)，需要進(jìn)一步增加基本圓環(huán)的直徑，從整體上降低了各陣列的高級次衍射能量；又因?yàn)樽訄A環(huán)陣列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的高級次衍射與基本圓環(huán)陣列結(jié)構(gòu)的高級次衍射發(fā)生疊加的概率很低；尤其進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)后，它們能量較高的高級次衍射不發(fā)生疊加，從而均化了高級次衍射能量分布，這是本發(fā)明金屬網(wǎng)柵均化高級次衍射能量分布的原因之二。
[0036]每個(gè)基本單元都可以以其對應(yīng)的基本圓環(huán)的圓心為中心旋轉(zhuǎn)一定角度，不改變金屬網(wǎng)柵的孔徑比進(jìn)而不影響透光率，但可對高級次衍射級能量分布進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)制，能夠進(jìn)一步均化高級次衍射能量分布，這是本發(fā)明金屬網(wǎng)柵均化高級次衍射能量分布的原因之三O[0037]將上述金屬網(wǎng)柵用于構(gòu)建具有交錯(cuò)角的雙層金屬網(wǎng)柵時(shí)，因?yàn)殡p層金屬網(wǎng)柵之間的襯底對透光性能影響很低，而在保證構(gòu)建的雙層金屬網(wǎng)柵的總透光率與構(gòu)建前單層金屬網(wǎng)柵的透光率相同時(shí)，需要增加用于構(gòu)建雙層金屬網(wǎng)柵的單層金屬網(wǎng)柵各圓環(huán)的直徑，這導(dǎo)致雙層金屬網(wǎng)柵的兩層金屬網(wǎng)柵的高級次衍射級能量分布均明顯降低，當(dāng)這樣兩層金屬網(wǎng)柵組成雙層網(wǎng)柵時(shí)，由于按旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列，有效地避免了兩層網(wǎng)柵能量較高的各高級次衍射級次的疊加，從整體上均化了高級次衍射級能量分布，這是本發(fā)明金屬網(wǎng)柵均化高級次衍射能量分布的原因之四。
[0038]綜上，本發(fā)明的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)柵高級次衍射能量分布的深度均化，這是本發(fā)明的最突出效果。另外，由基本圓環(huán)密接排布的金屬圓環(huán)結(jié)構(gòu)和子圓環(huán)結(jié)構(gòu)共同作用有效地改善了金屬圓環(huán)網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的均勻性，且基本單元以其基本單元對應(yīng)的基本圓環(huán)的圓心為中心旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，在對高級次衍射級能量分布進(jìn)行有效調(diào)制的同時(shí)，基本不影響電磁屏蔽效果，甚至在某些優(yōu)選方案中可以提高電磁屏蔽效果。特別是，當(dāng)用單層金屬網(wǎng)柵組成雙層金屬網(wǎng)柵時(shí)，雙層金屬網(wǎng)柵之間的電磁耦合很強(qiáng)，可顯著提高電磁屏蔽效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0040]圖2是基本圓環(huán)按等邊三角及二維正交混合排列密接排布構(gòu)成的典型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖3是由基本圓環(huán)與子圓環(huán)組成的基本單元優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖4是兩圓環(huán)外切連通方式不意圖。
[0043]圖5是兩圓環(huán)內(nèi)切連通方式示意圖。
[0044]圖6是本發(fā)明的基本單元一種旋轉(zhuǎn)方式示意圖
[0045]圖7是已有方格網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖8是已有方格網(wǎng)柵高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖。
[0047]圖9是已有圓環(huán)網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖10是已有圓環(huán)網(wǎng)柵高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖。
[0049]圖11是本發(fā)明中優(yōu)選方案A的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖12是本發(fā)明中優(yōu)選單層金屬網(wǎng)柵A的高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖。
[0051]圖13是本發(fā)明中雙層對稱排列金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]圖14是本發(fā)明中雙層對稱排列金屬網(wǎng)柵高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖。
[0053]圖15是本發(fā)明中雙層交錯(cuò)排列金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054]圖16是本發(fā)明中雙層交錯(cuò)排列金屬網(wǎng)柵高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖。
[0055]圖17是五種網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)高級次衍射最大相對強(qiáng)度對比圖。
[0056]圖中件號說明:1.增透膜2.保護(hù)層3.金屬網(wǎng)柵4.粘接層5.透明基片6.粘接層7.金屬網(wǎng)柵8.保護(hù)層9.增透膜10.基本圓環(huán)11.子圓環(huán)12.連接金屬
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步的描述:[0058]雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，在光窗透明基片或襯底的兩側(cè)平行放置兩層金屬網(wǎng)柵，兩層金屬網(wǎng)柵具有相同的單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，兩層金屬網(wǎng)柵3和7旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列；每層金屬網(wǎng)柵均由相同直徑的金屬圓環(huán)作為基本圓環(huán)10按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成并加載于光窗透明基片或襯底表面，相鄰基本圓環(huán)10外切連通，相鄰基本圓環(huán)10的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形，各相鄰等邊三角形之間、相鄰正方形之間或相鄰等邊三角形與正方形之間共邊或共頂點(diǎn)；在每個(gè)基本圓環(huán)10內(nèi)設(shè)有與其內(nèi)切連通、金屬的子圓環(huán)11，所述的基本圓環(huán)10與其內(nèi)切連通的子圓環(huán)11共同構(gòu)成二維金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的基本單元；所述的基本圓環(huán)10與子圓環(huán)11的直徑為毫米和亞毫米量級，所述的基本圓環(huán)10與子圓環(huán)11的金屬線條寬度為微米和亞微米量級；所述的旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列是指:透明基片或襯底兩側(cè)的金屬網(wǎng)柵按非對稱放置時(shí)，兩層金屬網(wǎng)柵之間具有相對旋轉(zhuǎn)，相對旋轉(zhuǎn)角度為交錯(cuò)角；所述的外切連通包括:①兩圓環(huán)外切且外切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬12，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬12 ;所述的內(nèi)切連通包括:①兩圓環(huán)內(nèi)切且內(nèi)切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬12，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬12。圖1是雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)剖面示意圖，所述的透明基片5可為任意透明材料，只要其能夠作為滿足使用場合要求的透明光窗材料，同時(shí)能夠?qū)⒔饘倬W(wǎng)柵3和7按一定的工藝流程加工于其上；根據(jù)工藝流程，金屬網(wǎng)柵3與透明基片5通過粘接層4連接，金屬網(wǎng)柵7與透明基片5通過粘接層6連接；單層或者多層增透膜I和9增強(qiáng)光窗的透光能力，單層或者多層的保護(hù)層2和8，目的是防止金屬部分長期暴露于空氣中造成腐蝕和氧化，降低屏蔽能力，同時(shí)也防止金屬網(wǎng)柵3和7被劃傷。實(shí)際應(yīng)用中，透明基片5也可以是透明襯底，用于將兩層金屬網(wǎng)柵加工于其兩側(cè)，透明基片或襯底、兩層金屬網(wǎng)柵3和7是本發(fā)明不可或缺的要素，根據(jù)工藝和實(shí)際應(yīng)用場合，粘接層4和6、增透膜I和9、保護(hù)層2和8可以具備或不具備。
[0059]本發(fā)明的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其中金屬網(wǎng)柵3和7具有相同的單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)。每層金屬網(wǎng)柵均由相同直徑的金屬圓環(huán)作為基本圓環(huán)10按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成并加載于光窗透明基片或襯底表面，基本圓環(huán)10的分布如圖2所示，各基本圓環(huán)10直徑相等且外切連通，相鄰基本圓環(huán)按等邊三角排列或二維正交排列，各相鄰等邊三角形之間、相鄰正方形之間或相鄰等邊三角形與正方形之間共邊或共頂點(diǎn)，圖2中相鄰基本圓環(huán)圓心連線構(gòu)成正方形或等邊三角形，A、B、C、D、E、F、G分別為任意相鄰的7個(gè)基本圓環(huán)的圓心，四邊形AB⑶為正方形，三角形ADE與三角形EFG為等邊三角形，這樣的排列方式保證相同直徑外切連通的基本圓環(huán)10按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成單層金屬網(wǎng)柵并加載于光窗透明基片表面。作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，相鄰基本圓環(huán)10的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形時(shí)，其中任一正方形至少與一等邊三角形共邊或共頂點(diǎn)，任一等邊三角形至少與一正方形共邊或共頂點(diǎn)。
[0060]本發(fā)明的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗,每個(gè)基本圓環(huán)10內(nèi)具有與該圓環(huán)內(nèi)切連通的子圓環(huán)11，基本圓環(huán)10與其內(nèi)切連通的子圓環(huán)11共同組成二維網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的基本單元。基本圓環(huán)10和子圓環(huán)11的直徑在毫米和亞毫米量級，基本圓環(huán)10和子圓環(huán)11的金屬線條寬度在微米和亞微米量級，以保證高透光率和良好的電磁屏蔽效果。此此外，基本圓環(huán)10、子圓環(huán)11和連接金屬12由導(dǎo)電性能良好的合金構(gòu)成，如金、銀、銅、招等純金屬及金屬合金，且金屬厚度大于lOOnm。
[0061]本發(fā)明的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，每個(gè)基本單元內(nèi)子圓環(huán)11個(gè)數(shù)大于或等于2個(gè)，且直徑相同或不同，相鄰子圓環(huán)11的圓心和基本圓環(huán)10圓心連線所組成的夾角為任意角度，不同基本單元中的子圓環(huán)11為等直徑或非等直徑圓環(huán)，個(gè)數(shù)相同或不同；基本單元內(nèi)相鄰子圓環(huán)11外切連通或相交。圖3表示由基本圓環(huán)與子圓環(huán)組成的基本單元優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中，基本單元中子圓環(huán)的直徑相同，相鄰子圓環(huán)的圓心和基本圓環(huán)圓心連線所組成的夾角相等。圖3(a) (b)為基本單元中相同直徑的子圓環(huán)11外切連通，圖3(c) (d)為基本單元中相同直徑的子圓環(huán)11相交連接。
[0062]圖4，圖5分別表示兩圓環(huán)外切連通或內(nèi)切連通，通過線條交疊或設(shè)置(如覆蓋)保證金屬環(huán)切點(diǎn)間可靠電聯(lián)接的金屬，以確保相切的金屬圓環(huán)之間密接連通導(dǎo)電。其中，圖4(a) (b) (C)分別表示在外切連通時(shí)兩圓環(huán)呈無縫交疊結(jié)構(gòu)示意圖:圖4(a)為兩圓環(huán)無縫交疊的一般情況，即兩圓環(huán)的圓心距小于兩圓環(huán)外切時(shí)的圓心距，且大于兩圓環(huán)外切時(shí)的圓心距與兩圓環(huán)線條寬度之和的差值，圖4(b)為無縫交疊的一種特殊情況，兩圓環(huán)線條的內(nèi)外輪廓相互外切，圖4(c)為無縫交疊的另一種特殊情況，兩圓環(huán)的圓心距等于兩圓環(huán)外切時(shí)的圓心距與兩圓環(huán)線條寬度之和的差值，即兩圓環(huán)線條的內(nèi)輪廓外切，而圖4(d)中由于兩圓環(huán)外切，因此需要在切點(diǎn)處設(shè)置保證金屬環(huán)切點(diǎn)間可靠電聯(lián)接的金屬。圖5(a)(b)分別表示在內(nèi)切連通時(shí)兩圓環(huán)呈無縫交疊結(jié)構(gòu)示意圖:圖5(a)表示在內(nèi)切連通時(shí)兩圓環(huán)無縫交疊的一般情況，即兩圓環(huán)的圓心距大于兩圓環(huán)內(nèi)切時(shí)的圓心距，且小于兩圓環(huán)內(nèi)切時(shí)的圓心距與直徑較大圓環(huán)線條寬度的和，圖5(b)表示在內(nèi)切連通時(shí)兩圓環(huán)無縫交疊的一種特殊情況，兩圓環(huán)的圓心距等于兩圓環(huán)內(nèi)切時(shí)的圓心距與直徑較大圓環(huán)線條寬度的和，即兩圓環(huán)線條的外輪廓內(nèi)切，而圖5(c)表示直徑較小圓環(huán)線條的外輪廓與直徑較大圓環(huán)線條的內(nèi)輪廓內(nèi)切，此時(shí)需要在切點(diǎn)處設(shè)置保證金屬環(huán)切點(diǎn)間可靠電聯(lián)接的金屬。此外，如果兩圓環(huán)無縫交疊時(shí)兩金屬圓環(huán)的交疊面積較小，不足以確保兩金屬圓環(huán)之間有可靠的電聯(lián)接，也需要在切點(diǎn)處設(shè)置保證金屬圓環(huán)切點(diǎn)間可靠電聯(lián)接的金屬，以確保實(shí)現(xiàn)金屬環(huán)的外切連通或內(nèi)切連通。而圖4(d)和圖5(c)所示是一種優(yōu)選的切點(diǎn)處金屬連接方式，切點(diǎn)處覆蓋的連接金屬12為矩形，矩形的邊長大于金屬環(huán)線條寬度，矩形覆蓋切點(diǎn)連接處時(shí)要使矩形的一條邊完全落在一個(gè)金屬環(huán)線條內(nèi)，而其對邊要完全落在相切的另一個(gè)金屬環(huán)線條內(nèi)。依據(jù)不同的加工方法和工藝水平，圓環(huán)切點(diǎn)處也可以采用其它形式的連接金屬，只要能夠使相切的兩金屬環(huán)具有可靠的電聯(lián)接即可。
[0063]本發(fā)明中，為達(dá)到均化高級次衍射造成的雜散光的目的，作為一種優(yōu)選方案，基本單元中子圓環(huán)11的直徑相同，相鄰子圓環(huán)11的圓心和基本圓環(huán)10圓心連線所組成的夾角相等；在此基礎(chǔ)上，不同基本單元中的子圓環(huán)11個(gè)數(shù)相同，直徑相等。作為這種優(yōu)選方案的一個(gè)特例，不同基本單元中的子圓環(huán)11相對位置相同，并由一個(gè)基本單元復(fù)制后按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成金屬網(wǎng)柵3或7。為了實(shí)現(xiàn)良好的均化高級次衍射造成的雜散光效果，作為這種優(yōu)選方案的另一個(gè)特例，本發(fā)明中單層的金屬網(wǎng)柵3和7陣列中的相鄰基本單元中的子圓環(huán)11相對位置不同，并在二維網(wǎng)柵陣列中由一個(gè)基本單元復(fù)制后按三角及正交混合分布排列，其中任意一個(gè)基本單元相對于其相鄰基本單元在二維平面內(nèi)繞自身基本圓環(huán)10圓心旋轉(zhuǎn)一定角度；例如，圖6是本發(fā)明的基本單元相對相鄰基本單元一種旋轉(zhuǎn)方式示意圖，其中其中單層金屬網(wǎng)柵的基本單元選用五個(gè)直徑相同的子圓環(huán)11外切連通，保證相鄰子圓環(huán)11的圓心和基本圓環(huán)10圓心連線所組成的夾角相等，基本單元相對相鄰基本單元依次旋轉(zhuǎn)了 18°角。
[0064]圖7和圖8分別為美國專利US4871220已有的方格網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖和其高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖，圖9和圖10分別為專利200610010066.4已有的圓環(huán)網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖和其高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖；圖11和圖12分別為本發(fā)明中優(yōu)選方案A的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖和其高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖，優(yōu)選方案A中的金屬網(wǎng)柵為單層網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，選用圖2所示基本圓環(huán)按等邊三角及二維正交混合排列密接排布構(gòu)成的典型結(jié)構(gòu)，基本圓環(huán)中加入5個(gè)子圓環(huán)組成基本單元如圖3(b)所示的結(jié)構(gòu)，并且一定區(qū)域中的相鄰基本單元按照圖6所示的旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)角度為22.5°。圖13和圖14分別為本發(fā)明中雙層對稱排列金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖和其高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖，兩層金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)均選用優(yōu)選方案A的單層網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，且對稱排列在透明基片5兩側(cè)；圖15和圖16分別為本發(fā)明中雙層交錯(cuò)排列金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖和其高級次衍射及其相對強(qiáng)度分布示意圖，兩層金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)仍然均選用優(yōu)選方案A的單層網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，但旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列在透明基片5兩側(cè)，交錯(cuò)角α為20。，所述的交錯(cuò)角是指當(dāng)透明基片兩側(cè)的兩層金屬網(wǎng)柵由對稱排列變?yōu)樾D(zhuǎn)交錯(cuò)排列時(shí)，其中一層金屬網(wǎng)柵相對于另外一層金屬網(wǎng)柵在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度，即兩層網(wǎng)柵旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列時(shí)的相對旋轉(zhuǎn)角度。
[0065]為了說明本發(fā)明在均化高級次衍射能量分布作用中的優(yōu)越性，基于標(biāo)量衍射理論，對上述五種結(jié)構(gòu)的高級次衍射能量分布情況以及高級次衍射最大相對強(qiáng)度進(jìn)行理論計(jì)算，計(jì)算時(shí)使各結(jié)構(gòu)的透光率相同(均為95.4% )，其零級相對強(qiáng)度均為91%，即成像有用信息比例相同。優(yōu)選方案A的單層金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)以及雙層網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)與方格、圓環(huán)網(wǎng)柵相比，最高級次衍射相對強(qiáng)度明顯降低，且在相同考察區(qū)間內(nèi)高級次衍射斑的個(gè)數(shù)明顯增力口，因而避免了高級次衍射能量集中在少數(shù)衍射級次上的問題，使高級次衍射能量分布更加均勻；圖17是上述五種結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度的具體數(shù)值，可見，方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度相對于其他結(jié)構(gòu)明顯偏高，優(yōu)選方案A所對應(yīng)的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度已經(jīng)明顯降低，從0.0259% (已有的圓環(huán)網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度)下降到0.0025%，降低了 90%，高級次衍射的均化效果明顯；雙層對稱排列金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度降低程度與優(yōu)選方案A—致，從
0.0259% (已有的圓環(huán)網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度)下降到0.0025%，降低了90%，而旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列的引入使得高級次衍射最大相對強(qiáng)度進(jìn)一步地降低，從0.0025%降低到0.0006%，降低了 76%，與已有的圓環(huán)網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的高級次衍射最大相對強(qiáng)度相比降低了 98%，完成了對高級次衍射的深度均化。綜上所述，本發(fā)明雙層交錯(cuò)金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)對均化高級次衍射能量分布的效果十分顯著，不僅優(yōu)于美國專利US4871220已有的方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，也優(yōu)于專利200610010066.4已有的圓環(huán)金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)。
[0066]本發(fā)明的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，雙層金屬網(wǎng)柵的交錯(cuò)角度可以有很多優(yōu)選的范圍，例如，當(dāng)雙層金屬網(wǎng)柵的交錯(cuò)角度選取范圍在1°?29° ,31°?59°，61°?89°這些范圍之內(nèi)時(shí)，都可以達(dá)到優(yōu)異的均化高級次衍射能量分布效果；而雙層網(wǎng)柵間距，即透明基片或襯底的厚度，合理選擇時(shí)，可顯著增強(qiáng)電磁屏蔽效率，例如，附有雙層金屬網(wǎng)柵的透明基片或襯底厚度小于5mm時(shí)，可在低頻微波波段獲得良好的屏蔽效率。
[0067]本發(fā)明的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗中的金屬網(wǎng)柵3和7可以采用如下的加工方法加工制作:由電子束直寫等方式制作掩模，光窗透明基片
5進(jìn)行清洗后鍍鉻或者鈦?zhàn)鳛檎辰訉?和6，其上鍍金屬薄膜，然后涂覆光刻膠，利用已加工好的掩模進(jìn)行光刻，最后進(jìn)行干法或者濕法刻蝕，去膠后得到網(wǎng)柵圖案。也可以省去掩模制作環(huán)節(jié)，而直接采用激光直寫的辦法來制作三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列的金屬網(wǎng)柵圖案。其它的微電子加工工藝流程或二元光學(xué)元件制作流程等也可以用來制作本發(fā)明的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)。
[0068]本發(fā)明所涉及的透明基片5由實(shí)際應(yīng)用場合決定，可以是普通玻璃、石英玻璃、紅外材料、透明樹脂材料等，本發(fā)明的基本圓環(huán)10及子圓環(huán)11金屬結(jié)構(gòu)要根據(jù)透明基片5采取合適的加工工藝流程使之完全覆蓋于透明基片5之上，并且能夠和窗框等實(shí)現(xiàn)可靠的電聯(lián)接或密封以保證優(yōu)良的電磁屏蔽功能。實(shí)際應(yīng)用中，附有本發(fā)明網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的透明基片5可以鍍增透膜來增加透光能力，也可以在網(wǎng)柵層表面鍍保護(hù)層以防止金屬結(jié)構(gòu)長期放置于空氣中遭到腐蝕或氧化而降低屏蔽能力，也防止網(wǎng)柵層遭到劃傷、磨損或其它破壞。
【權(quán)利要求】
1.雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，在光窗透明基片或襯底的兩側(cè)平行放置兩層金屬網(wǎng)柵，兩層金屬網(wǎng)柵具有相同的單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，其特征在于:兩層金屬網(wǎng)柵⑶和⑵旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列；每層金屬網(wǎng)柵均由相同直徑的金屬圓環(huán)作為基本圓環(huán)(10)按等邊三角和二維正交混合排列密接排布構(gòu)成并加載于光窗透明基片或襯底表面，相鄰基本圓環(huán)(10)外切連通，相鄰基本圓環(huán)(10)的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形，各相鄰等邊三角形之間、相鄰正方形之間或相鄰等邊三角形與正方形之間共邊或共頂點(diǎn)；在每個(gè)基本圓環(huán)(10)內(nèi)設(shè)有與其內(nèi)切連通、金屬的子圓環(huán)(11)，所述的基本圓環(huán)(10)與其內(nèi)切連通的子圓環(huán)(11)共同構(gòu)成二維金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的基本單元；所述的基本圓環(huán)(10)與子圓環(huán)(11)的直徑為毫米和亞毫米量級，所述的基本圓環(huán)(10)與子圓環(huán)(11)的金屬線條寬度為微米和亞微米量級；所述的旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)排列是指:透明基片或襯底兩側(cè)的金屬網(wǎng)柵按非對稱放置時(shí)，兩層金屬網(wǎng)柵之間具有相對旋轉(zhuǎn)，相對旋轉(zhuǎn)角度為交錯(cuò)角；所述的外切連通包括:①兩圓環(huán)外切且外切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬(12)，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬(12);所述的內(nèi)切連通包括:①兩圓環(huán)內(nèi)切且內(nèi)切切點(diǎn)處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬(12)，②兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)，③兩圓環(huán)在連接處線條呈無縫交疊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在交疊處設(shè)置將兩圓環(huán)連通的連接金屬(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:相鄰基本圓環(huán)(10)的圓心連線構(gòu)成等邊三角形或正方形，其中任一正方形至少與一等邊三角形共邊或共頂點(diǎn)，任一等邊三角形至少與一正方形共邊或共頂點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:每個(gè)基本單元內(nèi)子圓環(huán)(11)個(gè)數(shù)大于或等于2個(gè)，且直徑相同或不同，相鄰子圓環(huán)(11)的圓心和基本圓環(huán)(10)圓心連線所組成的夾角為任意角度，不同基本單元中的子圓環(huán)(11)為等直徑或非等直徑圓環(huán)，個(gè)數(shù)相同或不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:基本單元內(nèi)相鄰子圓環(huán)(11)外切連通或相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:基本單元中子圓環(huán)(11)的直徑相同，相鄰子圓環(huán)(11)的圓心和基本圓環(huán)(10)圓心連線所組成的夾角相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:不同基本單元中的子圓環(huán)(11)個(gè)數(shù)相同，直徑相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:不同基本單元中的子圓環(huán)(11)相對位置相同，并由一個(gè)基本單元復(fù)制后按等邊三角和二維正交混合分布排列密接排布構(gòu)成單層金屬網(wǎng)柵。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:相鄰基本單元中的子圓環(huán)(11)相對位置不同，并在二維金屬網(wǎng)柵中由一個(gè)基本單元復(fù)制后按等邊三角和二維正交混合排列密接排布，其中任意一個(gè)基本單元相對于其相鄰基本單元在二維平面內(nèi)繞自身基本圓環(huán)(10)圓心旋轉(zhuǎn)一定角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:所述的基本圓環(huán)(10)、子圓環(huán)(11)與連接金屬(12)由導(dǎo)電性能良好的合金構(gòu)成，且合金厚度大于lOOnm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:金屬網(wǎng)柵與光窗透明基片材料之間用鉻或者鈦材料構(gòu)成的粘接層粘接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:雙層金屬網(wǎng)柵的交錯(cuò)角度選取范圍在1°~29°，31°~59°，61°~89。。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層三角及正交混合分布圓環(huán)及子圓環(huán)陣列電磁屏蔽光窗，其特征在于:附 有雙層金屬網(wǎng)柵的透明基片或襯底厚度小于5_。
【文檔編號】H05K9/00GK103813701SQ201410052266
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】陸振剛, 譚久彬, 林沈 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)