Pyroelektrische Sensoren

Wichtiger Bestandteil von Infrarot-Messgeräten

Wichtiger Bestandteil von Infrarot-Messgeräten

Pyroelektrische Ein- und Mehrelement-Sensoren für Gasanalytik und Spektroskopie von Dias Infrared sind ein wichtiger Bestandteil von Infrarot-Messgeräten.

Pyroelektrische Ein- und Mehrkanalsensoren sowie lineare Arrays sind wichtiger Bestandteil von Infrarot-Messgeräten zur Gasanalyse und Spektroskopie. Um hohe Nachweisempfindlichkeiten dieser Geräte zu erreichen, sind große Signal/Rausch-Verhältnisse und geringe Wellenlängenabhängigkeiten der spektralen Absorption erforderlich.

DIAS Infrared hat die bewährten Pyrosens-Sensoren und Arrays im Fertigungsprogramm. Basis ist das Pyroelektrikum Lithiumtantalat mit sehr guten sensorrelevanten Materialeigenschaften, einer geringen Temperaturabhängigkeit und einer ausgezeichneten Langzeitstabilität. Große Signal/Rausch-Verhältnisse erfordern sehr dünne pyroelektrische Elemente. Bei DIAS Infrared werden besonders geringe Elementdicken bis zu etwa 5 µm durch den Einsatz von Ionenstrahlätztechnologien erreicht.

Für eine hohe und spektral möglichst gleichmäßige Absorption bzw. Empfindlichkeit können bei DIAS Infrared die dünnen ionenstrahlgeätzten pyroelektrischen Elemente auch mit einer zusätzlichen Absorberschicht kombiniert werden. Verwendung finden unter anderem nanostrukturierte NiCr-Schichten mit einer nur gering von der Wellenlänge abhängigen Absorption von etwa 90 % (Spektralbereich 2 µm bis 14 µm).

Die Kombination aus dünnen ionenstrahlgeätzten pyroelektrischen Elementen und nanostrukturiertem Absorber ist jetzt standardmäßig in 1- und 2-Kanalsensoren Pyrosens LTMI im Spannungs- und Strombetrieb, mit und ohne thermische Kompensation sowie mit unterschiedlichen Elementflächen verfügbar. Es werden Werte der spezifischen Detektivität bis zu 109 cmHz1/2W-1 erreicht. Auch sind pyroelektrische lineare Arrays mit 128 oder 256 Elementen (Elementmittenabstand/pitch 100 µm bzw. 50 µm) erhältlich, die ebenfalls dünne ionenstrahlgeätzte pyroelektrische Chips mit nanostrukturierten NiCr-Absorberschichten besitzen.

Bei den Typen Pyrosens 128LTMI SL und 256LTMI SL sind außerdem thermisch isolierende Schlitze zwischen den Elementen vorhanden, die bei Verwendung dieser linearen Arrays in kompakten Spektrometer-Baugruppen eine noch höhere spektrale Auflösung ermöglichen.

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