INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le système optoélectronique 1 comporte, de préférence sur un substrat 14, un empilement, comprenant successivement : une première couche 111 poreuse de matériau semi-conducteur dopé selon un premier type de dopage, une deuxième couche 112 de matériau semi-conducteur dopé selon le premier type de dopage et faiblement dopé par rapport au matériau semi-conducteur de la première couche 111, une zone 113 comprenant un ou plusieurs puits quantiques et une troisième couche 116 de matériau semi-conducteur dopé selon un deuxième type de dopage. La deuxième couche 112 de matériau semi-conducteur est cependant suffisamment dopée pour qu'une jonction P-N soit réalisable.
Le matériau semi-conducteur est par exemple un matériau semi-conducteur III-V ou un matériau semi-conducteur II-VI.
Un matériau semi-conducteur III-V est formé par exemple à partir d'un alliage binaire tel que le nitrure de bore (BN), le phosphure de bore (BP), l'arséniure de bore (BAs), nitrure d'aluminium (AlN), le phosphure d'aluminium (AlP), l'arséniure d'aluminium (AlAs), l'antimoniure d'aluminium (AlSb), le phosphure de gallium (GaP), l'arséniure de gallium (GaAs), l'antimoniure de gallium (GaSb), le Nitrure d'indium (InN), le phosphure d'indium (InP), l'arséniure d'indium (InAs), l'antimoniure d'indium (InSb) ou de préférence le nitrure de Gallium (GaN). Un matériau III-V peut également être un matériau semi-conducteur formé à partir d'un alliage ternaire tel que le nitrure de gallium-indium (InGaN), le nitrure d'aluminium-gallium (AlGaN), le phosphure de gallium-indium (InGaP), etc.
Un matériau semi-conducteur II-VI est par exemple formé à partir de tellurure de cadmium (CdTe) ou le sulfure de cadmium (CdS). Avantageusement, le CdTe et le CdSe sont des semi-conducteurs émetteurs de lumière efficaces.
Plus généralement, le matériau semi-conducteur formant chaque couche du système optoélectronique 1 est capable d'émettre de la lumière.
Le substrat 14 peut comprendre une couche de support, appelée aussi support de croissance, par exemple formée de silicium ou de saphir, et une couche tampon formée par exemple de nitrure de gallium et disposée sur la couche de support.
Le premier type de dopage (ou type de conductivité) est opposé au deuxième type de dopage. Par exemple, le premier type de dopage est un dopage de type N et le deuxième type de dopage est un dopage de type P. Alternativement, le premier type de dopage est un dopage de type P et le deuxième type de dopage est un dopage de type N.
Le transducteur 11 photoélectrique comprend une première portion 111a de la première couche 111 poreuse, une première portion 112a de la deuxième couche 112, une première portion 113a de la zone 113 comprenant le ou les puits quantiques et une première portion 116a de la troisième couche 116.
Le guide d’ondes 12 comprend une deuxième portion 112b de la deuxième couche 112 adjacente à la première portion 112a et disposée sur une deuxième portion 111b de la première couche 111 poreuse. Autrement dit, la deuxième couche 112 s'étend au-delà du transducteur 11 pour former au moins une partie du guide d'ondes 12. En outre, la première couche 111 s'étend au-delà du transducteur 11 et est disposée sous le guide d'ondes 12. En particulier, la deuxième portion 112b de la deuxième couche 112 forme le cœur du guide d'ondes 12.
La première couche 111, la deuxième couche 112 et la troisième couche 116 sont avantageusement formées du même matériau semi-conducteur, par exemple le nitrure de galium (GaN). Un même matériau semi-conducteur facilite la fabrication du système optoélectronique 1.
Selon un mode de réalisation préféré, la troisième couche 116 est formée de GaN dopé P, la zone 113 comprend un ou plusieurs puits quantiques InGaN/(GaN (émettant dans le rouge,le vert ou le bleu par exemple), la deuxième couche 112 est formée de GaN dopé N et la première couche 111 est formée à partir de GaN fortement dopé N.
Le matériau semi-conducteur de la première couche 111 est fortement dopé par rapport au matériau semi-conducteur de la deuxième couche 112. Autrement dit, la concentration en impuretés dopantes de la première couche 111 est par exemple supérieure ou égale à 5 fois la concentration en impuretés dopantes de la deuxième couche 112. Par exemple, la concentration en impuretés dopantes de la première couche est de l'ordre de 5.10 - 1 8 atomes/cm 3 et la concentration en impuretés dopantes de la deuxième couche 112 est de l'ordre 10 19 atomes/cm 3 .
Le couplage entre le transducteur 11 et le guide d'ondes est amélioré grâce au fait que la deuxième couche s’étend de façon continue dans le transducteur 11 et dans le guide d'ondes 12. En effet, la deuxième couche 112 permet d'avoir le même indice de réfraction dans le transducteur 11 et le guide d'ondes 12. Si l’indice de réfraction du transducteur 11 est différent de l'indice de réfraction du guide d'ondes 12, les ondes lumineuses peuvent être injectées dans le guide par le transducteur, mais un plus grand nombre de photons sera réfléchi (en fonction des angles d'incidence) et sera donc perdu.
Cependant, un guide d'ondes ne remplit ses fonctions que si un contraste d’indice est possible entre deux matériaux. Ce contraste d’indice est ici obtenu entre la première couche poreuse 111 et la deuxième couche 112.
Notons n 111 l'indice de réfraction du matériau semi-conducteur formant la première couche 111 poreuse et nair l'indice de l'air. L'indice de réfraction de la première couche 111 poreuse est égal à neff = [(1- φ)n 111 ² + φ n air ²]1/2, avec φ le taux de porosité de la première couche 111 poreuse.
En particulier, φ est compris entre 1% et 80%, par exemple compris entre 20% et 80%, et en particulier entre 40% et 80% ou entre 20% et 70% . En particulier, φ est de préférence égal à 20%. Un taux de porosité égal à 20% permet par exemple d'obtenir le guide d’ondes 12 avec un contraste d’indice de 3 entre la première couche 111 poreuse et la deuxième couche 112.
La plus grande dimension (la hauteur) des pores de la première couche 111 peut varier de quelques nanomètres à quelques micromètres. La plus petite dimension (le diamètre) peut varier de quelques nanomètres à une centaine de nanomètres, en particulier de 10 nm à 70 nm, par exemple de 30 nm à 70 nm, et de préférence de 15 nm à 40 nm.
Dans le mode de réalisation de la , la hauteur h du guide d'ondes 112 est égale à l’épaisseur de la deuxième couche, de préférence comprise entre 200nm et 350nm.
Le transducteur 11 comprend en outre une première électrode 117, en contact électrique avec la première portion 116a de la troisième couche 116, et une deuxième électrode (non représentée sur la ), en contact électrique avec la première portion 112a de la deuxième couche 112.
La première électrode 117 est de préférence disposée sur la première portion 116a de la troisième couche 116 et en contact direct avec celle-ci. Elle peut recouvrir toute la face supérieure de la première portion 116a de la troisième couche 116, étant donné qu’une émission/réception verticale de la lumière n’est pas souhaitée.
Contrairement à la deuxième couche 112, les première et deuxième électrodes ne s’étendent pas dans le guide d’ondes 12. Le guide d’ondes 12 est dépourvu d’électrode.
Le guide d'ondes 12 comprend en plus une deuxième portion 113b de la zone 113 comprenant le ou les puits quantiques et une deuxième portion 116b de la troisième couche 116. La deuxième portion 116b de la troisième couche 116 peut être amincie, c’est-à-dire présenter une épaisseur inférieure à celle de la première portion 116a de la troisième couche 116.
Ainsi, la zone 113 comprenant le ou les puits quantiques s'étend au-delà du transducteur 11 pour former une partie du guide d'ondes 12 et la troisième couche 116 s'étend au-delà du transducteur 11 pour former également une partie du guide d'ondes 12.
Cela a pour effet d’améliorer encore le couplage entre le transducteur 11 et le guide d’ondes 12, car le recouvrement modal entre la partie guide et transducteur est amélioré.
Les puits quantiques dans le guide d’ondes n’absorbent qu’une partie négligeable de la lumière, grâce au déplacement de Stokes (« Stoke shift » en anglais qui traduit le décalage de longueur d’onde entre le pic d’absorption et le pic d’émission (la longueur d’onde d’absorption est plus petite que la longueur d’onde d’émission). En diminuant la taille du guide d’ondes 12 en hauteur et largeur (pour aller vers une propagation monomode), les contraintes mécaniques et le champ électrique interne sont diminuées, ce qui augmente déplacement de Stokes. La hauteur est définie selon l'axe y, et la largeur selon l'axe z.
Dans cette variante de réalisation, la hauteur h du guide d'ondes est de préférence comprise entre 200 nm et 300 nm.
Selon une variante de la non représentée, le guide d'ondes comprend, en plus de la deuxième portion 112b de la deuxième couche 112, uniquement la deuxième portion 113b de la zone 113 comprenant le ou les puits quantiques.
D’une manière commune à tous les modes et variantes de réalisation, le système optoélectronique 1 peut comprendre un deuxième transducteur 13 photoélectrique, configuré pour émettre ou recevoir des ondes optiques, le guide d'ondes 12 étant également configuré pour guider les ondes émises par le deuxième transducteur 13 ou pour guider les ondes jusqu'au deuxième transducteur 13. Le deuxième transducteur 13 est par exemple une diode électroluminescente ou une photodiode.
De préférence, le deuxième transducteur 13 est de type différent du transducteur 11. Par type, on désigne le caractère émetteur ou récepteur du transducteur, donc diode électroluminescente ou photodiode. Ainsi, l’un des transducteurs 11 et 13 est en mode émission (LED) et l’autre des transducteurs 11 et 13 est en mode réception (photodiode).
(4) où B = 8 977 (tr/min)²*mm².
Lorsque le rayon externe moyen R ext_5 respecte la formule (4), l’encombrement radial et longitudinal du compresseur haute pression 5 ainsi que la masse du compresseur haute pression 5 sont réduits, à performances similaires. En effet, la densité de puissance du compresseur haute pression 5 est proportionnelle au rapport entre le débit en entrée du compresseur basse pression 4 et la température T e en entrée de la turbine basse pression 8, sachant que le débit en entrée du compresseur basse pression 4 est fonction du taux de dilution BPR du système propulsif 1 et du diamètre D 9 du rotor de soufflante 9 (à iso rapport D/S, où S correspond à la section d’entrée du rotor de soufflante 9). Ainsi, en dimensionnant le rayon externe moyen R ext_5 en fonction du diamètre de soufflante D 9 et du taux de dilution BPR, il est possible de réduire le rayon externe moyen du compresseur haute pression 5 tout en garantissant que la densité puissance du compresseur haute pression 5 soit suffisante pour obtenir un système propulsif 1 efficace (et présente donc de bonnes performances énergétiques).
La formule (4) tenant compte de la charge mécanique de la turbine haute pression 7, le dimensionnement du rayon externe moyen R ext_5 conformément à la formule (4) permet donc à la fois d’assurer un encombrement et la masse du corps haute pression acceptables, sans pour autant pénaliser mécaniquement la turbine haute pression 7 ni affecter l’efficacité du système propulsif 1. Cela permet ainsi de garantir l’intégration du système propulsif 1 dans un aéronef 100 et de réduire sa trainée.
Alternativement ou en supplément, cette réduction peut être obtenue en améliorant les performances aérodynamiques du corps haute pression, en augmentant le Mach admissible à iso-rendement à iso-charge aérodynamique, afin d’augmenter la puissance de la turbine haute pression 7 et sa résistance mécanique. Par exemple, la diminution des fuites dans la turbine haute pression 7 (grâce au maintien des jeux) permet d’augmenter l’efficacité de la compression réalisée dans le compresseur haute pression 5 et de la détente dans la turbine haute pression 7.
De tels compresseurs haute pression 5 présentent alors une section de sortie optimisée. En effet, plus le rapport moyeu-tête est réduit, plus le diamètre externe du compresseur haute pression 5 est faible (à iso-section). Un rapport moyeu-tête compris entre 0,77 et 0,90, en combinaison avec rapport entre les rayons externes moyens du compresseur haute pression 5 R ext_5 et de la turbine haute pression 7 R ext_7 optimisés comme décrits plus haut permet ainsi d’obtenir non seulement un compresseur haute pression 5 plus efficace (de par la charge aérodynamique améliorée du compresseur haute pression 5), dans un encombrement adapté, tout en optimisant la surface qui comprime les gaz en entrée de la chambre de combustion 6.
Délivrance de carburant de turbine à gaz La présente description concerne un procédé de fonctionnement d’un moteur à turbine à gaz utilisant des carburants différents des carburéacteurs à base de kérosène traditionnels.
L’invention se propose de pallier notamment les inconvénients et problèmes mentionnés ci-avant. Pour ce faire, l’invention vise une carte à puce comprenant une couche métallique et une structure d’antenne particulière comprenant deux antennes RF, à savoir une première antenne RF connectée électriquement à une puce RF de la carte, et une deuxième antenne RF s’étendant en partie en regard de la couche métallique pour collecter un courant image induit par des courants de Foucault circulant dans la couche métallique lorsque la carte est soumise à un champ électromagnétique. Une partie de la deuxième antenne RF est en outre configurée pour permettre un couplage magnétique entre la première antenne RF et la deuxième antenne RF. Pour ce faire, la couche métallique comprend une zone d’évidemment, la première antenne RF étant positionnée dans ou en regard de cette zone d’évidemment, et une partie de la deuxième antenne RF est positionnée en regard de la zone d’évidemment pour permettre l’établissement du couplage magnétique entre les deux antennes RF. En établissant un tel couplage au travers de la zone d’évidemment, la puce RF de la carte peut ainsi utiliser la deuxième antenne RF pour communiquer en sans contact avec l’extérieur. Au moins deux fentes sont en outre ménagées dans la couche métallique afin de faciliter le couplage magnétique entre les deux antennes RF quelles que soient les conditions d’opération de la carte.
A cet effet, la présente invention concerne une carte à puce comprenant une carte à puce comprenant un corps de carte de forme générale rectangulaire formé au moins en partie par une couche métallique comprenant une zone d’évidement, une puce RF, une première antenne RF disposée dans ou en regard de la zone d’évidement, ladite première antenne RF étant connectée électriquement à la puce RF, la couche métallique étant constituée par une première région et une deuxième région entièrement délimitées par une droite parallèle à un petit côté de la carte, la première région contenant entièrement la zone d’évidement et sa surface étant plus petite que celle de la deuxième région, une première fente connectant la zone d’évidement à un bord périphérique de la première région, une deuxième fente débouchant soit sur un bord périphérique de la couche métallique soit dans la zone d’évidement, la deuxième fente se terminant par une partie fermée dans la deuxième région; et une deuxième antenne RF isolée électriquement de la couche métallique et de la première antenne RF et configurée pour permettre un couplage avec la première antenne, la deuxième antenne comportant au moins une spire en regard de la première fente et au moins une spire en regard de la deuxième fente.
La représente une carte à puce CD1 métallique configurée pour communiquer en mode sans contact avec l’extérieur, par exemple avec un lecteur NFC (ou lecteur) externe. La carte à puce CD1 comprend une puce RF 4, un corps de carte 6 et deux antennes RF (ou au moins deux antennes RF), à savoir une première antenne RF ANT1 et une deuxième antenne RF ANT2. La puce RF 4 ainsi que les deux antennes RF ANT1 et ANT2 sont positionnées sur ou dans le corps de carte 6.
La carte à puce à puce est de forme générale rectangulaire (les angles étant légèrement arrondis). Dans les exemples considérés ici, le corps de carte 6 est au format ID1 d’une carte de crédit, bien que d’autres formes soient possibles pour mettre en œuvre l’invention.
La puce RF 4 est une puce électronique configurée pour établir une communication sans contact avec le lecteur NFC externe en utilisant les antennes RF ANT1 et ANT2, comme décrit ci-après. Pour ce faire, la puce RF 4 est connectée électroniquement à la première antenne RF ANT1 mais la deuxième antenne RF ANT2 est isolée électriquement de la puce RF 4 et de la première antenne RF ANT1.
Les antennes ANT1 et ANT2 sont en partie en regard l’une de l’autre pour permettre un couplage magnétique par induction entre ces deux antennes et ainsi permettre à la puce RF 4 d’utiliser la deuxième antenne RF ANT2 pour établir une communication sans contact C1 avec le lecteur NFC externe, comme décrit plus en détail ci-après.
La puce RF 4 peut comprendre par exemple un microcontrôleur (ou un processeur) configuré pour établir une communication sans contact avec l’extérieur de la carte à puce CD1 (avec le lecteur NFC externe dans cet exemple) en utilisant les première et deuxième antennes RF ANT1, ANT2 couplées ensemble par induction magnétique.
A titre d’illustration, la représente la seule la couche métallique 8 selon un mode de réalisation.
Dans cet exemple, la couche métallique 8 comprend une zone d’évidemment 14 débouchant sur un bord (ou contour) périphérique 8a de la couche métallique 8. La zone d’évidemment 14 est une ouverture (ou zone) traversante ménagée dans la couche métallique 8 pour permettre le positionnement en vis-à-vis de la première antenne RF ANT1 avec une partie de la deuxième antenne RF ANT2 comme décrit ci-après. La forme et les dimensions de cette zone d’évidemment 14 peuvent être adaptées selon le cas. A titre d’exemple, la zone d’évidemment 14 ménagée dans la couche métallique 8 est rectangulaire.
Dans la présente demande, et comme représenté à la , on considère que la couche métallique est constituée par deux régions R1, R2 délimitées par une droite LIM parallèle à un petit côté de la carte, la première région R1 contenant entièrement la zone d’évidement 14 et sa surface étant plus petite que celle de la deuxième région R2.
L’invention a aussi pour objet un procédé de conception d’un dispositif d’adaptation d’impédance à grand angle selon l’invention comprenant : Une première étape de dimensionnement de l’écran de transmission de manière à optimiser l’adaptation d’impédance pour le balayage de l’antenne réseau dans le plan H, Une seconde étape de dimensionnement de l’ensemble de pointes métalliques de manière à optimiser l’adaptation d’impédance pour le balayage de l’antenne réseau dans le plan E sans modifier l’adaptation préalablement réalisée dans le plan H
Selon un aspect particulier de l’invention, la seconde étape de dimensionnement de l’ensemble de pointes métalliques consiste au moins à dimensionner la longueur des pointes.
Selon un aspect particulier de l’invention, la première étape de dimensionnement de l’écran de transmission (103) consiste au moins à dimensionner au moins un paramètre parmi : la dimension des tiges inductives, la dimension des fentes, la position des tiges inductives selon l’axe du prisme Z’, le nombre d’interconnexions internes.
Selon un aspect particulier de l’invention, la première étape de dimensionnement comprend en outre le dimensionnement de la distance entre le réseau d’éléments rayonnants et le dispositif d’adaptation d’impédance.
représente un schéma de principe général d’une antenne active comprenant un réseau d’éléments rayonnants et un dispositif d’adaptation d’impédance à grand angle selon un mode de réalisation de l’invention,
représente un schéma d’une cellule TEM,
représente un schéma d’une cellule TEM chargée réactivement par une interconnexion en croix,
représente la cellule TEM de la sur laquelle sont disposées des pointes métalliques selon un premier mode de réalisation de l’invention,
représente la cellule TEM de la sur laquelle sont disposées des pointes métalliques selon un second mode de réalisation de l’invention,
montre le schéma électrique équivalent d’une cellule TEM,
montre des plans d’antisymétrie du dispositif d’adaptation pour le balayage dans le plan H et pour une polarisation linéaire verticale,
montre des plans d’antisymétrie du dispositif d’adaptation pour le balayage dans le plan H et pour une polarisation linéaire horizontale,
illustre la définition d’un plan d’antisymétrie pour un champ d’ondes électromagnétiques se propageant dans un guide de section rectangulaire,
illustre la définition de plans d’antisymétrie pour un réseau de cellules TEM selon l’invention pour une polarisation linéaire selon une direction donnée et et pour un balayage dans le plan H,
illustre la définition de plans de symétrie pour un réseau de cellules TEM selon l’invention pour une polarisation linéaire selon une direction donnée et pour un balayage dans le plan E,
La maille du réseau d’éléments rayonnants est soumise à deux contraintes : elle doit être la plus grande possible pour minimiser le nombre d’éléments rayonnants ; elle doit être inférieure à une valeur d max pour que l’effet de périodicité n’entraîne pas l’apparition de lobes de réseau. Cette valeur s’exprime en fonction de la longueur d’onde λ, et est reliée au secteur angulaire maximal sur lequel le faisceau doit être dépointé, et au secteur angulaire qui doit être sans lobe de réseau :
Pour les antennes actives utilisées sur les satellites en orbite basse, ces secteurs angulaires sont typiquement compris entre ±55°. La maille du réseau, et donc la taille maximale des éléments rayonnants doivent donc être inférieures à 0,6 λ dans ce cas.
Ces éléments rayonnants de faibles dimensions sont caractérisés par un couplage mutuel important entre les éléments rayonnants d’un même réseau. Ce couplage mutuel entre éléments rayonnants, combiné à la loi d’alimentation en amplitude et en phase affectée aux différents éléments rayonnants pour synthétiser un faisceau dans une direction donnée, contribue à modifier l’impédance active des éléments rayonnants en fonction de l’angle de dépointage visé pour le faisceau. A chaque port d’entrée d’un élément rayonnant, le signal réfléchi résulte de la combinaison du signal réfléchi par l’élément rayonnant seul et de tous les signaux qui sont couplés par tous les éléments rayonnants adjacents, lorsque tous les éléments rayonnants sont alimentés avec la loi d’amplitude et de phase spécifiée.
Pour certaines antennes, cette désadaptation peut même être totale dans certaines directions, et il n’est alors pas possible de pointer un faisceau selon des directions très dépointées. On parle alors de direction d’aveuglement ou “Scan Blindness” en anglais.
La variation de l’impédance active des éléments rayonnants affecte également le fonctionnement des amplificateurs, et en particulier : La linéarité AM/AM (amplitude/amplitude), i.e. la variation du rapport de la puissance de sortie à la puissance d'entrée en fonction de la puissance d'entrée ; La linéarité AM/PM (amplitude/phase), i.e la variation de la phase du signal de sortie en fonction de la puissance du signal d'entrée. Idéalement, cette phase est invariable; Le rendement en puissance ajoutée, PAE, i.e. le rapport de la puissance radiofréquence délivrée à la puissance absorbée totale ;
La variation de ces paramètres résulte en une modification de la loi de phase et d’amplitude de l’antenne réseau, et conséquemment à une perturbation supplémentaire de la formation du faisceau.
Un problème technique à résoudre dans ce contexte consiste ainsi à stabiliser l’impédance active des éléments rayonnants d’une antenne réseau quel que soit l’angle de dépointage du faisceau.
Les solutions connues permettant de compenser l’effet du couplage mutuel entre éléments rayonnants d’un réseau antennaire entrent dans la famille des dispositifs d’adaptation d’impédance à grand angle ou « Wide Angle Impedance Matching » WAIM en anglais.
L’état de l’art des dispositifs WAIM peut être classifié en fonction de leur type, dans lequel on peut trouver des dispositifs entièrement diélectriques, des métasurfaces monocouches, des métasurfaces multicouches et finalement des dispositifs 3D.