Infrarot-Messtechnik
Hochempfindliche pyroelektrische lineare Arrays für die Spektroskopie
Pyroelektrische lineare Arrays von DIAS Infrared bewähren sich seit vielen Jahren in der Spektroskopie, aber auch in Geräten der Temperatur- und Strahlungsmesstechnik. Sie basieren auf dem Pyroelektrikum Lithiumtantalat, das sehr gute Signal/Rausch-Verhältnisse sowie temperatur- und langzeitstabile Sensoreigenschaften gestattet.
Die linearen Arrays der Typenreihe PYROSENS haben 128, 256 oder 510 Pixel mit Elementmittenabständen (pitch) von 100 µm, 50 µm bzw. 25 µm. Die Länge der Pixel variiert je nach Anwendung. Bei spektroskopischen Applikationen beträgt sie oft 500 µm. Der pyroelektrische Chip mit den Sensorelementen und der CMOS-Ausleseschaltkreis sind in einem Metallhermetikgehäuse untergebracht.
Durch Ionenstrahl-Ätztechnologien können sehr dünne pyroelektrische Elemente (im Bereich um 5 µm) hergestellt werden. Das ermöglicht Arrays mit hoher Empfindlichkeit. Für eine gleichmäßige und hohe Absorption kann optional eine zusätzliche Absorberschicht eingesetzt werden. Zwischen den Pixeln können ebenfalls optional Trenngräben vorhanden sein, die das Übersprechen zwischen den einzelnen Elementen minimieren und bei Spektrometeranwendungen eine hohe spektrale Auflösung garantieren.
Neben vielen Standardtypen von pyroelektrischen linearen Arrays bietet DIAS Infrared auch kunden- und applikationsspezifische Sonderlösungen unter anderem mit angepasster Elementgeometrie und speziellen Schmalband-, Breitband- oder Verlaufsfiltern. Ein Beispiel sind besonders lange 256-elementige Zeilensensoren mit 100 μm pitch, ionenstrahlgeätztem dünnen Chip und zusätzlichem Metallabsorber für Anwendungen in Kompaktspektrometern. Diese neu entwickelten Arrays sind auch mit Trenngräben zwischen den Pixeln verfügbar, so dass besonders gute Signal-Rausch-Verhältnisse möglich sind.
Autor: Dr. Reinhard Köhler, Leiter Geschäftsbereich Sensoren der DIAS Infrared GmbH
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