Aufbruch in neue Sphären und neue Märkte
Bereits vor mehr als zehn Jahren hat ein durchstimmbarer Detektor mit Fabry-Pérot-Filter (FPI-Detektor) von InfraTec den Preis einer Fachjury erhalten. Später kamen weitere auch internationale Auszeichnungen hinzu. Die Weiterentwicklung dieser speziellen Gruppe pyroelektrischer Detektoren stand seitdem nie still. Jetzt ist es Ingenieuren von InfraTec mit finanzieller Unterstützung des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung der Europäischen Union gelungen, erstmals einen unseren FPI-Detektoren in einem TO39-Gehäuse zu integrieren.
Der Erfolg ist das Ergebnis der Beteiligung von InfraTec am noch bis Juli 2019 laufenden Forschungsprojekt „miniMODUL – Hochminiaturisiertes Spektrometermodul für die IR-Gassensorik“. Partner dabei ist das Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM) der Technischen Universität Chemnitz. Mit seiner Expertise in Bezug auf MEMS unterstützt es InfraTec bei der Entwicklung und Herstellung der Fabry-Pérot-Filter (FPF). Die Kooperation ist ein entscheidender Faktor auf dem Weg zur Produktion spektrometrischer IR-Sensoren, die verglichen mit den auf dem Markt verfügbaren Lösungen bei nahezu gleichem Leistungsvermögen kleiner und kostengünstiger sind.
Erschließung neuer Marktsegmente
Auf eben jenem Markt sind die Designs vieler Geräte auf die Gehäuseformate TO39 und TO5 mit dem Durchmesser von 9,2 mm ausgelegt, wenn es um die Integration entsprechender NDIR-Gassensoren geht. Die Möglichkeit, nun ein TO39-Gehäuse nutzen zu können, ist gleichbedeutend mit der Reduzierung des bisherigen Maßes um rund 40 Prozent.
Ein ähnliches Verhältnis offenbart der Vergleich der Größe des FPF der Detektoren. In den ersten FPI-Detektoren hatte das die Abmessungen von 8,6 × 8,6 mm2. Bei den aktuell verfügbaren Modellen beträgt die Größe bereits nur noch 7 × 7 mm2. Dieser Wert schrumpft abermals durch die gesamte neue Entwicklung auf dann 5 × 5 mm2 – und liegt damit sogar lediglich bei einem Drittel der ursprünglichen Fläche. In der Folge sinken gleichzeitig die Produktionskosten, da mehr FPI-Chips auf einen Wafer passen.
Zahlreiche Anwendungen denkbar
Die Liste der potentiellen Aufgabenstellungen, die sich mit hochminiaturisierten Spektrometermodulen mit FPF lösen lassen, ist bereits jetzt ausgesprochen umfangreich. Sie reicht vom Prüfen der Qualität flüssiger oder gasförmiger Energieträger, über die Sprengstoffdetektion, die Analyse von Milchbestandteilen bis hin zur Untersuchung von Gewebe zur Krebsfrüherkennung. Das Potenzial dieser kleineren FPI-Detektoren liegt vor allem in der Implementierung in sehr kompakten portablen Sensoren. Außerdem eröffnen sich zusätzliche Einsatzmöglichkeiten in eher preissensitiven Branchen wie der Sicherheitstechnik und der Medizin.
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