Optische Bauelemente/MOEMS

FABRY-PÉROT Interferometer für Sensoranwendungen im infraroten Spektralbereich auf dem Weg zur weiteren Miniaturisierung

© InfraTec GmbH
FPI und Detektor im TO39-Gehäuse (mit freundlicher Unterstützung der InfraTec GmbH - www.InfraTec.de).
© Fraunhofer ENAS
Prozessierter Waferverbund.

Die in Chemnitz entwickelten Fabry-Pérot Interferometer (FPI) werden genutzt, um elektromagnetische Strahlung im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich schmalbandig zu filtern. Der spektrale Durchlassbereich kann elektrisch stufenlos eingestellt werden. Insbesondere für Anwendungen im Infrarot-Bereich können in Kombination mit Einzelpunktdetektoren sehr kleine, robuste und preisgünstige  spektrale Sensoren hergestellt werden. Das Fraunhofer ENAS kooperiert dabei mit den Firmen InfraTec GmbH Dresden, der Jenoptik Optical Systems GmbH Jena und mit dem Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz, um in einer neuen FPI-Generation durch eine optimierte und kompakte Bauweise eine weitere Miniaturisierung der MOEMS zu erreichen. Bei Beibehaltung einer großen optischen Apertur von 1,8 x 1,8 mm² konnte die Chipgröße von 7 x 7 mm² auf nur noch 5 x 5 mm² verringert werden, so dass auf einem 6-Zoll-Wafer 460 Chips prozessiert werden können. Durch Nutzung einer Anordnung mit zwei beweglichen Reflektorträgern zeichnen sich die FPI durch eine einfache Ansteuerung mit niedrigem Spannungsbedarf sowie eine gute Robustheit gegenüber dem Einfluss der Schwerkraft aus. Mittels Anpassung von Designparametern und des optischen Schichtsystems kann der Arbeitsbereich der Filter an kundenspezifische Anforderungen angepasst werden. Das gesamte Spektrometer findet nunmehr in einem TO39-Gehäuse Platz. Anwendungen finden die miniaturisierten FPI, z.B. in mobilen Spektrometern zur Gasanalyse in der Medizintechnik, Prozesskontrolle und Sicherheitstechnik.