Funktionsweise des FPI-Detektors

Die durchstimmbaren Filter von InfraTec basieren auf einem mikromechanischen Fabry-Pérot-Interferometer (FPI), das aus zwei ebenen, parallelen Reflektorplatten besteht (siehe Grundaufbau und Funktionsweise). Einfach ausgedrückt wirkt das Filter als Halbwellenresonator, der eine Reihe von Transmissionsmaxima aufeinanderfolgender Interferenzordnungen erzeugt (siehe Transmissionsspektrum und Schlüsselparameter). Durch Ändern des Plattenabstandes kann die Position der Maxima und damit die Zentralwellenlänge (CWL) durchgestimmt werden. Ein zusätzliches, in Reihe zum Fabry-Pérot-Filter (FPF) platziertes Bandpassfilter (Ordnungsfilter) ermöglicht eine eindeutige schmalbandige Filterung.

Grundaufbau und Funktionsweise eines Fabry-Pérot-Filters
Grundaufbau und Funktionsweise eines Fabry-Pérot-Filters
Transmissionsspektrum und Schlüsselparameter des FPF
Transmissionsspektrum und Schlüsselparameter des FPF

Eigenschaften und Vorteile von Spektrometern

Die grundlegenden Funktionsparameter von Spektrometern sind Wellenlängenbereich, spektrale Auflösung und Durchsatz (Signal-Rausch-Abstand). In jedem Fall erfordert die Miniaturisierung eines Spektrometers einen bestimmten Kompromiss zwischen den Zielparametern. Im Infrarotbereich gilt das ganz besonders für Auflösung und Durchsatz. Im Vergleich zu Gitterspektrometern, linearen Verlaufsfiltern oder miniaturisierten Fourier-Transform-Spektrometern bieten mikromechanische FPF diesbezüglich eine sehr attraktive Lösung:

  • Kein Eintrittsspalt begrenzt den Durchsatz
  • Scannendes Messprinzip mit einem großen Einzeldetektor hat einen Durchsatzvorteil gegenüber
  • Detektorarrays
  • Detektorzeilen für den Infrarotbereich sind sehr teuer (andere Seite des Vorteils)
  • Zusätzliche Präzisionsoptiken sind überflüssig
  • Parallelplattenanordnung des FPI eignet sich ideal für die Miniaturisierung

Den großen Vorteilen der spektrometrischen Messmethode steht in vielen Anwendungen vor allem die Forderung nach einem hohen Signal-Rausch-Abstand anstatt einer hohen Auflösung gegenüber. Die durchstimmbaren Filter von InfraTec sind für diese speziellen Ansprüche optimiert:

  • Betrieb in erster Ordnung (größter Durchstimmbereich)
  • Große Apertur von circa 2 mm (großer Durchsatz)
  • Moderate Auflösung (großer Durchsatz)
Prinzipaufbau des mikromechanischen Fabry-Pérot-Filters

Die FPF von InfraTec bestehen aus zwei gebondeten Siliziumsubstraten, die mit den Technologien der Volumenmikromechanik strukturiert werden. Sie bilden die zwei Platten des Interferometers sowie die Elektroden für den elektrostatischen Antrieb (siehe Prinzipaufbau). Dieser Ansatz bietet große Vorteile gegenüber konkurrierenden Lösungen:

  • Dicke Reflektorplatten verhindern statische oder dynamische Deformationen
  • getrennte Reflektor- und Elektrodenplatten heben die Begrenzung des Durchstimmbereiches durch Instabilitäten des elektrostatischen Antriebs auf
  • Dünnschichtsystem für Reflektoren und AR-Beschichtungen vom nahen bis in den fernen Infrarotbereich
Kontakt

Hauptsitz:

InfraTec GmbH
Infrarotsensorik und Messtechnik
Dresden, GERMANY
workTel.:+49 351 871-8625

Niederlassungen:

InfraTec Infrared LLC
Plano, TX 75024
workTel.:+1 877 797 6748

www.InfraTec-Infrared.com

InfraTec Infrared Ltd.
Chesterfield, UK

workTel.:+44 1246 267562

InfraTec Repräsentanz in der Volksrepublik China
c/o German Industry & Commerce
Greater China
Shanghai, Volksrepublik China

workTel.:+8621 68758536 ext 1633

InfraTec-TUEV-Siegel