DE102016226241A1 - Interferometer component, method for producing an interferometer component and method for operating an interferometer component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Interferometerbauelement (100) mit einem optischen Resonator (102) umfassend zumindest ein erstes Spiegelelement (104) und ein gegenüber dem ersten Spiegelelement (104) angeordnetes zweites Spiegelelement (106). Das erste Spiegelelement (104) und das zweite Spiegelelement (106) sind in zumindest ein erstes Durchlasssegment (108) und ein zweites Durchlasssegment (110) zum Durchlassen von Licht durch den optischen Resonator (102) segmentiert. Dabei weisen das erste Spiegelelement (104) und das zweite Spiegelelement (106) im ersten Durchlasssegment (108) einen anderen Abstand zueinander auf als im zweiten Durchlasssegment (110).The invention relates to an interferometer component (100) having an optical resonator (102) comprising at least a first mirror element (104) and a second mirror element (106) arranged opposite the first mirror element (104). The first mirror element (104) and the second mirror element (106) are segmented into at least a first transmission segment (108) and a second transmission segment (110) for transmitting light through the optical resonator (102). In this case, the first mirror element (104) and the second mirror element (106) in the first passage segment (108) at a different distance from one another than in the second passage segment (110).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims. The subject of the present invention is also a computer program.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Herkömmliche mikromechanische Fabry-Perot-Interferometer sind in ihrem Funktionsbereich durch das Auftreten höherer Ordnungen in ihrem nutzbaren Wellenlängenbereich zu niedrigen Wellenlängen hin prinzipbedingt begrenzt. Für analytische Fragestellungen ist dagegen ein Betrieb über einen möglichst großen Wellenlängenbereich wünschenswert. Unerwünschte Ordnungen können beispielsweise durch zusätzliche optische Elemente aus dem Spektrum herausgefiltert werden.Conventional micromechanical Fabry-Perot interferometers are inherently limited in their functional range due to the occurrence of higher orders in their usable wavelength range towards low wavelengths. For analytical questions, however, operation over the widest possible wavelength range is desirable. Unwanted orders can be filtered out of the spectrum, for example, by additional optical elements.
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Interferometerbauelement, ein Verfahren zum Herstellen eines Interferometerbauelements, ein Verfahren zum Betreiben eines Interferometerbauelements, weiterhin eine Vorrichtung, die zumindest eines dieser Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, an interferometer component, a method for producing an interferometer component, a method for operating an interferometer component, furthermore a device which uses at least one of these methods, and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.
Es wird ein Interferometerbauelement mit folgendem Merkmal vorgestellt:
- einem optischen Resonator umfassend zumindest ein erstes Spiegelelement und ein gegenüber dem ersten Spiegelelement angeordnetes zweites Spiegelelement, wobei das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement in zumindest ein erstes Durchlasssegment und ein zweites Durchlasssegment zum Durchlassen von Licht durch den optischen Resonator segmentiert sind, wobei das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement im ersten Durchlasssegment einen anderen Abstand zueinander aufweisen als im zweiten Durchlasssegment.
- an optical resonator comprising at least a first mirror element and a second mirror element arranged opposite the first mirror element, wherein the first mirror element and the second mirror element are segmented into at least a first passage segment and a second passage segment for transmitting light through the optical resonator, wherein the first mirror element and the second mirror element in the first passage segment have a different distance from one another than in the second passage segment.
Unter einem optischen Resonator kann beispielsweise ein Fabry-Perot-Resonator verstanden werden. Unter einem Spiegelelement kann etwa eine teildurchlässige Spiegelschicht oder -platte verstanden werden. Die beiden Spiegelelemente können hierbei beispielsweise parallel in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sein. Der Abstand kann mittels einer geeigneten Spiegelaktuierung variierbar sein. Unter einem Durchlasssegment kann ein quer zu einer Lichteinfallrichtung verlaufender, einen bestimmten Spaltabstand aufweisender Abschnitt des optischen Resonators verstanden werden. Die Segmentierung in die beiden Durchlasssegmente kann etwa dadurch realisiert sein, dass die beiden Spiegelelemente im Bereich der Durchlasssegmente parallel zueinander höhenversetzt sind.By an optical resonator, for example, a Fabry-Perot resonator can be understood. Under a mirror element can be understood as a partially transparent mirror layer or plate. The two mirror elements may in this case be arranged, for example, parallel to one another at a specific distance. The distance can be varied by means of a suitable Spiegelaktuierung. A passage segment may be understood to mean a section of the optical resonator which extends transversely to a light incidence direction and has a specific gap spacing. The segmentation into the two passage segments can be realized, for example, in that the two mirror elements are offset in height parallel to one another in the region of the passage segments.
Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass durch Segmentierung der beiden Spiegelelemente eines optischen Resonators in Segmente mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Spiegelelementen und somit unterschiedlichen Resonatorlängen ein durchstimmbares mikromechanisches Fabry-Perot-Interferometer mit erweitertem nutzbarem Wellenlängenbereich realisiert werden kann. Insbesondere wird die Erweiterung des nutzbaren Wellenlängenbereichs durch Messen teils aneinandergrenzender Spektralbereiche in den verschiedenen Durchlasssegmenten ermöglicht.The approach presented here is based on the finding that a tunable micromechanical Fabry-Perot interferometer with extended useful wavelength range can be realized by segmenting the two mirror elements of an optical resonator into segments with different distances between the mirror elements and thus different resonator lengths. In particular, the extension of the usable wavelength range is made possible by measuring partly adjacent spectral ranges in the different transmission segments.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Interferometerbauelement eine Detektoreinheit zum Detektieren von Licht aufweisen. Die Detektoreinheit kann in zumindest ein erstes Detektorsegment zum Bereitstellen eines ersten Messsignals und ein zweites Detektorsegment zum Bereitstellen eines zweiten Messsignals segmentiert sein. Dabei können die Detektoreinheit und der optische Resonator derart miteinander kombiniert sein, dass das erste Detektorsegment und das erste Durchlasssegment einander gegenüberliegen und das zweite Detektorsegment und das zweite Durchlasssegment einander gegenüberliegen. Unter einer Detektoreinheit kann ein Lichtsensor, etwa in Form eines CCD- oder CMOS-Sensors, einer Fotodiode oder eines Fototransistors, verstanden werden. Dadurch wird ein separates Messen der durch die beiden Durchlasssegmente transmittierten Spektren ermöglicht.In one embodiment, the interferometer device may include a detector unit for detecting light. The detector unit may be segmented into at least one first detector segment for providing a first measurement signal and a second detector segment for providing a second measurement signal. In this case, the detector unit and the optical resonator can be combined with one another in such a way that the first detector segment and the first passage segment lie opposite one another and the second detector segment and the second passage segment lie opposite one another. A detector unit may be understood to mean a light sensor, for example in the form of a CCD or CMOS sensor, a photodiode or a phototransistor. This allows a separate measurement of the transmitted through the two passage segments spectra.
Des Weiteren kann das Interferometerbauelement eine Substratschicht mit zumindest einer ersten Lichtdurchlasszone und einer zweiten Lichtdurchlasszone zum Durchlassen von Licht durch die Substratschicht aufweisen. Die Substratschicht und der optische Resonator können derart miteinander kombiniert sein, dass die erste Lichtdurchlasszone und das erste Durchlasssegment einander gegenüberliegen und die zweite Lichtdurchlasszone und das zweite Durchlasssegment einander gegenüberliegen. Unter einer Substratschicht kann eine Schicht aus einem lichtdurchlässigen Material verstanden werden, das je nach Ausführungsform abschnittsweise mit einer lichtundurchlässigen Schicht abgedeckt sein kann. Unter einer Lichtdurchlasszone kann ein lichtdurchlässiger Abschnitt der Substratschicht verstanden werden. Durch diese Ausführungsform kann aus dem optischen Resonator austretendes Licht kontrolliert und mit möglichst geringen Intensitätsverlusten in eine bestimmte Richtung, insbesondere auf die Detektoreinheit, gelenkt werden.Furthermore, the interferometer device may comprise a substrate layer having at least a first light transmission zone and a second light transmission zone for transmitting light through the substrate layer. The substrate layer and the optical resonator may be combined with each other such that the first light transmission zone and the first transmission segment face each other and the second light transmission zone and the second transmission segment face each other. A substrate layer may be understood as meaning a layer of a transparent material, depending on the embodiment may be covered in sections with an opaque layer. A light transmission zone may be understood to mean a light-transmitting section of the substrate layer. By means of this embodiment, light emerging from the optical resonator can be controlled and directed with the least possible loss of intensity in a specific direction, in particular on the detector unit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Detektoreinheit, die Substratschicht und der optische Resonator derart miteinander kombiniert sein, dass die erste Lichtdurchlasszone zwischen dem ersten Durchlasssegment und dem ersten Detektorsegment liegt und die zweite Lichtdurchlasszone zwischen dem zweiten Durchlasssegment und dem zweiten Detektorsegment liegt. Dadurch kann das Interferometerbauelement möglichst kompakt und mit möglichst kurzen optischen Wegen realisiert werden.According to a further embodiment, the detector unit, the substrate layer and the optical resonator can be combined with one another such that the first light transmission zone lies between the first passage segment and the first detector segment and the second light transmission zone lies between the second transmission segment and the second detector segment. As a result, the interferometer component can be realized as compactly as possible and with the shortest possible optical paths.
Es ist vorteilhaft, wenn die erste Lichtdurchlasszone oder die zweite Lichtdurchlasszone durch eine Kaverne in der Substratschicht gebildet ist oder beide Lichtdurchlasszonen durch eine Kaverne in der Substratschicht gebildet sind. Zusätzlich oder alternativ können die beiden Lichtdurchlasszonen für unterschiedliche Wellenlängen durchlässig sein. Dadurch können die Lichtdurchlasszonen mit möglichst geringem Fertigungsaufwand realisiert werden. Des Weiteren kann dadurch die Messgenauigkeit des Interferometerbauelements verbessert werden.It is advantageous if the first light transmission zone or the second light transmission zone is formed by a cavern in the substrate layer or both light transmission zones are formed by a cavern in the substrate layer. Additionally or alternatively, the two light transmission zones may be transmissive for different wavelengths. As a result, the light transmission zones can be realized with the least possible manufacturing effort. Furthermore, this can improve the measurement accuracy of the interferometer device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das erste Spiegelelement im ersten Durchlasssegment oder im zweiten Durchlasssegment oder in beiden Durchlasssegmenten eine Ausbuchtung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann auch das zweite Spiegelelement im ersten Durchlasssegment oder im zweiten Durchlasssegment oder in beiden Durchlasssegmenten eine Ausbuchtung aufweisen. Durch diese Ausführungsform kann die Segmentierung des optischen Resonators besonders einfach realisiert werden.According to a further embodiment, the first mirror element may have a bulge in the first passage segment or in the second passage segment or in both passage segments. Additionally or alternatively, the second mirror element may also have a bulge in the first passage segment or in the second passage segment or in both passage segments. By this embodiment, the segmentation of the optical resonator can be realized particularly easily.
Das Interferometerbauelement kann zudem zumindest ein Haftungsminderungselement zum Verhindern eines Anhaftens des ersten Spiegelelements an dem zweiten Spiegelelement aufweisen. Dabei kann das Haftungsminderungselement in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Durchlasssegment und dem zweiten Durchlasssegment zwischen dem ersten Spiegelelement und dem zweiten Spiegelelement angeordnet sein. Unter einem Haftungsminderungselement kann ein Bauelement aus einem haftungsmindernden Material, beispielsweise ein sogenannter Anti-Stiction-Stopp-Bump, verstanden werden. Das Haftungsminderungselement kann entweder an dem ersten Spiegelelement, an dem zweiten Spiegelelement oder an beiden Spiegelelementen angebracht sein. Durch diese Ausführungsform kann ein Anhaften des ersten Spiegelelements an dem zweiten Spiegelelement verhindert werden.In addition, the interferometer component may have at least one adhesion-reducing element for preventing adhesion of the first mirror element to the second mirror element. In this case, the adhesion-reducing element can be arranged in a transition region between the first passage segment and the second passage segment between the first mirror element and the second mirror element. An adhesion-reducing element may be understood to mean a component made of an adhesion-reducing material, for example a so-called anti-stiction stop bump. The adhesion-reducing element may be attached either to the first mirror element, to the second mirror element or to both mirror elements. By this embodiment, adhesion of the first mirror element to the second mirror element can be prevented.
Von Vorteil ist auch, wenn das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement in zumindest ein drittes Durchlasssegment zum Durchlassen von Licht durch den optischen Resonator segmentiert sind. Dabei können das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement im dritten Durchlasssegment den gleichen Abstand zueinander aufweisen wie im ersten Durchlasssegment. Alternativ können das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement im dritten Durchlasssegment einen größeren Abstand zueinander aufweisen als im ersten Durchlasssegment oder im zweiten Durchlasssegment. Dadurch kann der nutzbare Wellenlängenbereich des Interferometerbauelements zusätzlich erweitert werden.It is also advantageous if the first mirror element and the second mirror element are segmented into at least one third passage segment for the passage of light through the optical resonator. In this case, the first mirror element and the second mirror element in the third passage segment may have the same distance from each other as in the first passage segment. Alternatively, the first mirror element and the second mirror element in the third passage segment may have a greater distance from one another than in the first passage segment or in the second passage segment. As a result, the usable wavelength range of the interferometer component can be additionally expanded.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das zweite Durchlasssegment zwischen dem ersten Durchlasssegment und dem dritten Durchlasssegment angeordnet ist. Dadurch wird ein effizienter Betrieb des Interferometerbauelements ermöglicht.It is advantageous if the second passage segment is arranged between the first passage segment and the third passage segment. This allows efficient operation of the interferometer device.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft zudem ein Verfahren zum Herstellen eines Interferometerbauelements, wobei das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
- Bilden eines optischen Resonators aus zumindest einem ersten Spiegelelement und einem zweiten Spiegelelement, wobei das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement einander gegenüberliegend angeordnet werden und derart in zumindest ein erstes Durchlasssegment und ein zweites Durchlasssegment zum Durchlassen von Licht durch den optischen Resonator segmentiert werden, dass das erste Spiegelelement und das zweite Spiegelelement im ersten Durchlasssegment einen anderen Abstand zueinander aufweisen als im zweiten Durchlasssegment.
- Forming an optical resonator comprising at least a first mirror element and a second mirror element, wherein the first mirror element and the second mirror element are arranged opposite one another and are segmented into at least a first transmission segment and a second transmission segment for transmitting light through the optical resonator first mirror element and the second mirror element in the first passage segment have a different distance from one another than in the second passage segment.
Schließlich schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zum Betreiben eines Interferometerbauelements gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Einlesen des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals; und
- Ermitteln eines Transmissionsspektrums des Interferometerbauelements unter Verwendung des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals.
- Reading the first measuring signal and the second measuring signal; and
- Determining a transmission spectrum of the interferometer device using the first measurement signal and the second measurement signal.
Diese Verfahren können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.These methods can be used, for example, in software or hardware or in a hybrid form from software and hardware, for example in a control unit, be implemented.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a device that is designed to perform the steps of a variant of a method presented here in appropriate facilities to drive or implement. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the device may comprise at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the sensor Actuator and / or at least one communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol. The arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EPROM or a magnetic memory unit. The communication interface can be designed to read or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface that can read or output line-bound data, for example, electrically or optically read this data from a corresponding data transmission line or output in a corresponding data transmission line.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Interferometerbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 eine schematische Darstellung eines Interferometerbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
3 ein Diagramm zur Darstellung einer normalisierten Transmission in einem Fabry-Perot-Interferometer in Abhängigkeit von einer Wellenlänge; -
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Interferometerbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Interferometerbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic representation of an interferometer according to an embodiment; -
2 a schematic representation of an interferometer according to an embodiment; -
3 a diagram showing a normalized transmission in a Fabry-Perot interferometer as a function of a wavelength; -
4 a flowchart of a method for producing an interferometer device according to an embodiment; and -
5 a flowchart of a method for operating an interferometer device according to an embodiment.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
Gemäß dem in
Wie in
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der optische Resonator
Des Weiteren umfasst das Interferometerbauelement
Als Ergebnis der Auswertung stellt die Auswerteeinheit
Optional weist die Detektoreinheit
Gemäß dem in
Entsprechend der Segmentierung des optischen Resonators
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes nochmals mit anderen Worten beschrieben.Hereinafter, various embodiments of the approach presented here will be described again in other words.
Das Interferometerbauelement
Optional weist wenigstens eines der Spiegelelemente im Übergangsbereich
Die Detektoreinheit
Bei Fabry-Perot-Interferometern wird die Resonanzbedingung für maximale Transmission (im einfachsten Fall entspricht der Spaltabstand einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge) neben der Grundwellenlänge noch durch höhere Ordnungen erfüllt. Dies führt dazu, dass ein spektral nutzbarer Bereich eines Fabry-Perot-Interferometers zu kurzen Wellenlängen hin jeweils durch die nächsthöhere Mode eingeschränkt wird oder bei Fehlen eines Langpassfilters die Spektren mit den Spektren höherer Ordnungen überlagert sind, wie dies in
Für die Analytik, insbesondere etwa die Lebensmittelanalytik, ist dagegen meist ein möglichst breites nutzbares Spektrum wünschenswert. Je größer und hochauflösender der spektral vermessene Bereich ist, desto besser lassen sich die Messungen korrekt klassifizieren oder quantifizieren und desto mehr Anwendungsfälle lassen sich abdecken.For analytics, especially about food analysis, on the other hand, the broadest usable spectrum is usually desirable. The larger and higher resolution the spectrally measured area is, the better the measurements can be correctly classified or quantified and the more applications can be covered.
Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht es nun, dass gleichzeitig unterschiedliche Wellenlängen in den verschiedenen Durchlasssegmenten resonant liegen und damit transmittiert werden. Insbesondere treten jedoch nicht dieselben Ordnungen über den durchstimmbaren Bereich auf. Bei bekannter Spalthöhendifferenz lassen sich deshalb die Resonanzwellenlängen in Beziehung zueinander setzen. Durch Differenzbildung der Intensitätsmesskurven der verschiedenen Durchlasssegmente lässt sich mit diesem Vorgehen das ursprüngliche Spektrum über einen größeren Spektralbereich rekonstruieren, als dies mit einer einzelnen Spalthöhe möglich wäre.The approach presented here now makes it possible for different wavelengths in the various passage segments to be resonant at the same time and thus transmitted. In particular, however, the same orders do not occur over the tunable range. For a known gap height difference, therefore, the resonance wavelengths can be related to each other. By subtracting the intensity measurement curves of the various transmission segments, this procedure allows the original spectrum to be reconstructed over a larger spectral range than would be possible with a single gap height.
Die unterschiedlichen Spiegelabstände werden beispielsweise durch eine Vorstrukturierung der Substratschicht
Wie bereits erwähnt, kann die Substratschicht
Durch die Verspiegelung
Wenigstens eines der Spiegelelemente weist, insbesondere im Übergangsbereich
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Detektorsegmente aus verschiedenen Detektormaterialien realisiert. Auf den einzelnen Detektorsegmenten sind optional Bandpass- oder Kantenfilter aufgebracht.According to a further embodiment, the detector segments are realized from different detector materials. Bandpass or edge filters are optionally applied to the individual detector segments.
Um ein Übersprechen von einem Durchlasssegment zu einem benachbarten, nicht dazugehörigen Detektorsegment zu vermeiden, kann das Filterbauelement 122 so aufgebracht werden, dass die Substratschicht
Alternativ werden die Detektorsegmente auch auf der Substratseite des Filterwafers monolithisch integriert.Alternatively, the detector segments are monolithically integrated on the substrate side of the filter wafer.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10018444 A1 [0002]DE 10018444 A1 [0002]
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