Pyroelektrische Detektoren
Pyroelektrische Detektoren sind infrarotempfindliche optoelektronische Bauelemente, die insbesondere zur Detektion elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen zwischen 2µm und 14µm eingesetzt werden. Ein Empfängerchip der von InfraTec hergestellten pyroelektrischen Detektoren besteht aus einkristallinem Lithiumtantalat, das aufgrund der sehr hohen Curietemperatur von 620°C einen sehr geringen Temperaturkoeffizienten bei ausgezeichneter Langzeitstabilität der Signalspannung garantiert.
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Im Gegensatz zu Halbleiterdetektoren wird bei pyroelektrischen Detektoren die einfallende infrarote Strahlung zunächst durch eine auf das thermisch isolierte Chip aufgebrachte Absorptionsschwarzschicht in Wärme umgewandelt (thermischer Detektor). Diese Temperaturänderung des Chips in der Größenordnung µK ... mK erzeugt durch den pyroelektrischen Effekt das gewünschte elektrische Signal. Thermopiles gehören ebenfalls zur Gruppe thermischer Detektoren, der Messeffekt ist jedoch erheblich kleiner. Während pyroelektrische Detektoren bis zu Modulationsfrequenzen von 4kHz ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis zeigen (z.B. in FTIR-Spektrometern), arbeiten Thermopiles nur bis zu einigen Hertz mit ausreichender Performance.
Pyrolektrische Detektoren mit integrierter Strahlteilung von InfraTec
Pyroelektrische Detektoren von InfraTec beinhalten außer dem pyroelektrischen Kristall elektronische, optische und mikromechanische Komponenten. Zwei- und vierkanalige pyroelektrische Detektoren mit integrierter Strahlteilung und integriertem CMOS-Verstärker stellen ein kleines Mikrosystem von thermisch, elektronisch und optisch wirksamen Komponenten dar.
Da Pyroelektrizität die Eigenschaft einer Untergruppe piezoelektrischer Kristalle darstellt, reagieren pyroelektrische Detektoren auf Luft- und Körperschall. Dieser Effekt wird häufig als Mikrofonie bezeichnet. Durch eine von InfraTec patentierte Befestigung des pyroelektrischen Chips ist dieser Störeffekt für pyrolektrische Detektoren jedoch stark reduziert und liegt damit vielfach in der Größenordnung anderer Störspannungen oder des Detektoreigenrauschens.