DE102019207383A1 - Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device - Google Patents
Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019207383A1 DE102019207383A1 DE102019207383.2A DE102019207383A DE102019207383A1 DE 102019207383 A1 DE102019207383 A1 DE 102019207383A1 DE 102019207383 A DE102019207383 A DE 102019207383A DE 102019207383 A1 DE102019207383 A1 DE 102019207383A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- interferometer
- unit
- base substrate
- base plate
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 21
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0262—Constructional arrangements for removing stray light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J2003/1213—Filters in general, e.g. dichroic, band
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0289—Field-of-view determination; Aiming or pointing of a spectrometer; Adjusting alignment; Encoding angular position; Size of measurement area; Position tracking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung schafft eine Interferometereinrichtung (10) umfassend eine Interferometereinheit (1) mit einem Basissubstrat (2), einer Fabry-Perot-Einheit (FPI), und mit einer Detektoreinrichtung (3), und einem Gehäuse (G) welches eine Bodenplatte (BP) und eine Deckelstruktur (4) umfasst, wobei die Deckelstruktur (4) auf der Bodenplatte (BP) angeordnet ist und eine zweite Kavität (K2) zwischen Deckelstruktur (4) und Bodenplatte (BP) einschließt, wobei die Bodenplatte (BP) oder die Deckelstruktur (4) eine Öffnung (5) umfasst, welche von Seitenwänden (5a) umgeben ist, die sich zu einer Oberfläche der Bodenplatte (BP) oder der Deckelstruktur (4) senkrecht erstrecken; und wobei die Interferometereinheit (1) in der zweiten Kavität (K2) und in einer Lichteinfallsrichtung (L) durch die Öffnung (5) angeordnet ist, so dass die Interferometereinheit (1) mit der Fabry-Perot-Einheit (FPI) der Öffnung (5) zugewandt ist.The present invention provides an interferometer device (10) comprising an interferometer unit (1) with a base substrate (2), a Fabry-Perot unit (FPI), and with a detector device (3), and a housing (G) which has a base plate ( BP) and a cover structure (4), the cover structure (4) being arranged on the base plate (BP) and enclosing a second cavity (K2) between the cover structure (4) and the base plate (BP), the base plate (BP) or the lid structure (4) comprises an opening (5) which is surrounded by side walls (5a) which extend perpendicular to a surface of the base plate (BP) or the lid structure (4); and wherein the interferometer unit (1) is arranged in the second cavity (K2) and in a direction of incidence of light (L) through the opening (5), so that the interferometer unit (1) with the Fabry-Perot unit (FPI) of the opening ( 5) is facing.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Interferometereinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung.The present invention relates to an interferometer device and a method for producing an interferometer device.
Stand der TechnikState of the art
Miniaturisierte Spektrometer mit Fabry-Perot-Interferometern (FPI) können als kompaktes Bauteil hergestellt sein und ein Gehäuse mit einem optischen Fenster umfassen, wobei üblicherweise ein Filter auf einer Innenseite mit einem Kleber fixiert sein kann. Im Inneren des Gehäuses kann ein Unterdruck oder sogar ein Vakuum vorherrschen und eine definierte Atmosphäre ausgeprägt sein, so dass im Betrieb möglichst keine Gasdämpfung auftritt und ein schnelles Verändern der Spiegelabstände im FPI (Durchstimmen über die Wellenlängen des zu transmittierenden oder zu filternden Lichts) möglich ist, um kurze Messzeiten zu erzielen. Bei Unterdruck kann allerdings eine Zugkraft auf die Klebeverbindung ausgelöst werden und die Robustheit des Spektrometers dadurch verringert sein.Miniaturized spectrometers with Fabry-Perot interferometers (FPI) can be manufactured as a compact component and comprise a housing with an optical window, whereby a filter can usually be fixed on an inside with an adhesive. A negative pressure or even a vacuum can prevail inside the housing and a defined atmosphere can be developed so that gas attenuation occurs as little as possible during operation and the mirror spacing in the FPI can be changed quickly (tuning via the wavelengths of the light to be transmitted or filtered) to achieve short measurement times. In the case of negative pressure, however, a tensile force can be triggered on the adhesive connection and the robustness of the spectrometer can be reduced as a result.
In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine Interferometereinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung nach Anspruch 13.The present invention provides an interferometer device according to
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred further developments are the subject of the subclaims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Interferometereinrichtung anzugeben, welche mittels weniger Komponenten ein kleinskaliges Bauelement, insbesondere ein Filterelement, mit geringer Bauhöhe und einer gegen Streulicht und Umwelteinflüsse abgeschirmten Detektoreinrichtung ermöglicht. Durch ein robustes optisches Fenster kann ein Einfallslicht gefiltert und/oder der Einfallswinkel eingeschränkt werden.The idea on which the present invention is based consists in specifying an interferometer device which, by means of fewer components, enables a small-scale component, in particular a filter element, with a low overall height and a detector device shielded from stray light and environmental influences. An incident light can be filtered and / or the angle of incidence can be restricted through a robust optical window.
Erfindungsgemäß umfasst die Interferometereinrichtung eine Interferometereinheit mit einem Basissubstrat, welches einen elektrischen Leiteranschluss umfasst, mit einer Fabry-Perot-Einheit, welche auf dem Basissubstrat angeordnet ist und eine erste Kavität über dem Basissubstrat bildet und mit dem elektrischen Leiteranschluss verbunden ist, und mit einer Detektoreinrichtung, welche auf dem Basissubstrat angeordnet ist und in der ersten Kavität zwischen dem Basissubstrat und der Interferometereinheit angeordnet ist und mit dem elektrischen Leiteranschluss verbunden ist; ein Gehäuse welches eine Bodenplatte und eine Deckelstruktur umfasst, wobei die Deckelstruktur auf der Bodenplatte angeordnet ist und eine zweite Kavität zwischen Deckelstruktur und Bodenplatte einschließt, wobei die Bodenplatte oder die Deckelstruktur eine Öffnung umfasst, welche von Seitenwänden umgeben ist, die sich zu einer Oberfläche der Bodenplatte oder der Deckelstruktur senkrecht erstrecken; und wobei die Interferometereinheit in der zweiten Kavität und in einer Lichteinfallsrichtung durch die Öffnung angeordnet ist, so dass die Interferometereinheit mit der Fabry-Perot-Einheit der Öffnung zugewandt ist.According to the invention, the interferometer device comprises an interferometer unit with a base substrate which comprises an electrical conductor connection, with a Fabry-Perot unit which is arranged on the base substrate and forms a first cavity over the base substrate and is connected to the electrical conductor connection, and with a detector device which is arranged on the base substrate and is arranged in the first cavity between the base substrate and the interferometer unit and is connected to the electrical conductor connection; a housing which comprises a base plate and a cover structure, wherein the cover structure is arranged on the base plate and encloses a second cavity between the cover structure and the base plate, the base plate or the cover structure comprising an opening which is surrounded by side walls that extend to a surface of the The base plate or the cover structure extend vertically; and wherein the interferometer unit is arranged in the second cavity and in a direction of incidence of light through the opening, so that the interferometer unit with the Fabry-Perot unit faces the opening.
Das Basissubstrat kann vorteilhaft als Verdrahtungssubstrat ausgeformt werden.The base substrate can advantageously be shaped as a wiring substrate.
Die erste Kavität unterhalb der Fabry-Perot-Einheit kann von den lateralen Seiten her gegen Außenlicht abgeschirmt sein und nur das von der Interferometereinheit, welche als Filter für das Außenlicht wirken kann, transmittierte Licht in die erste Kavität durchlassen.The first cavity below the Fabry-Perot unit can be shielded from outside light from the lateral sides and only allow the light transmitted into the first cavity by the interferometer unit, which can act as a filter for the outside light.
Durch die erfindungsgemäße Interferometereinrichtung kann ein möglichst kostengünstiges, aber dennoch leistungsfähiges Spektrometer (Interferometereinrichtung) mit einer möglichst geringen Komponentenzahl sowie einer minimalen Anzahl an einfach/kostengünstig auszuführenden Herstellungsschritten und einer dabei möglichst geringen Baugröße erzielt werden, welches sich noch durch einen verringerten oder vollständig unterdrückten Einfall von ungefiltertem Streulicht, insbesondere von den lateralen Seiten her, auf den Detektor auszeichnen kann. Übliche Aufbauten nach dem Stand der Technik benötigen entweder sehr viele (teure) Komponenten oder (teure) Verfahrensschritte oder benötigen große Bauvolumina oder können Streulicht zulassen. Die Interferometereinrichtung kann als eine kleinskalige kompakte (Package) Detektoranordnung mit wenigen Komponenten hergestellt werden. Des Weiteren kann eine mechanisch robuste und größtenteils hermetische Abdichtung der Kavitäten über eine Deckelstruktur und ein Fensterelement zum Verschluss einer optischen Öffnung erzielt werden.With the interferometer device according to the invention, the most cost-effective, yet powerful spectrometer (interferometer device) with the smallest possible number of components and a minimum number of simple / inexpensive manufacturing steps and the smallest possible size can be achieved, which is still achieved by a reduced or completely suppressed incidence of unfiltered scattered light, in particular from the lateral sides, on the detector. Conventional structures according to the prior art either require a large number of (expensive) components or (expensive) process steps or require large structural volumes or can allow for scattered light. The interferometer device can be produced as a small-scale, compact (package) detector arrangement with few components. Furthermore, a mechanically robust and largely hermetic sealing of the cavities can be achieved via a cover structure and a window element for closing an optical opening.
Für ein Spektrometer ist es allgemein vorteilhaft, wenn der Einfallskegel des einfallenden Lichts eingeschränkt werden kann, was zu einer höheren Auflösung führen kann da schräg einfallende Strahlen abgeschirmt werden können. So können auch ungewollte Reflexionen verringert oder vermieden werden, welche an der Interferometereinheit vorbei auf den Detektor fallen könnten.For a spectrometer, it is generally advantageous if the cone of incidence of the incident light can be restricted, which can lead to a higher resolution since obliquely incident rays can be shielded. In this way, unwanted reflections can also be reduced or avoided which could fall past the interferometer unit onto the detector.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst diese zumindest eine Filtereinrichtung, welche die Öffnung innerhalb oder außerhalb des Gehäuses überspannt.According to a preferred embodiment of the interferometer device, it comprises at least one filter device which spans the opening inside or outside the housing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Filtereinrichtung einen Spektralfilter für eine einfallende Strahlung und/oder ein winkelselektives Element.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the filter device comprises a spectral filter for incident radiation and / or an angle-selective element.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Öffnung in Draufsicht aus einer Lichteinfallsrichtung einen runden oder kreisförmigen Querschnitt.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the opening comprises a round or circular cross section when viewed from a direction of incidence of light.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung bildet die Öffnung mit den Seitenwänden einen Zylinder, welcher sich von der Bodenplatte oder von der Deckelstruktur senkrecht weg erstreckt.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the opening forms a cylinder with the side walls, which cylinder extends perpendicularly away from the base plate or from the cover structure.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist das Basissubstrat auf Kontaktstiften aufgesetzt, welche in der Bodenplatte oder der Deckelstruktur befestigt sind.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the base substrate is placed on contact pins which are fastened in the base plate or the cover structure.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist zumindest eine der Kontaktstifte elektrisch leitfähig oder umfasst eine elektrische Leiterbahn.According to a preferred embodiment of the interferometer device, at least one of the contact pins is electrically conductive or comprises an electrical conductor track.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Interferometereinheit eine Auswerteeinheit, welche auf dem Basissubstrat angeordnet ist, wobei die Detektoreinrichtung und die Fabry-Perot-Einheit auf der Auswerteeinheit angeordnet sind.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the interferometer unit comprises an evaluation unit which is arranged on the base substrate, the detector device and the Fabry-Perot unit being arranged on the evaluation unit.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung sind die Detektoreinrichtung und die Fabry-Perot-Einheit mit einem elektrischen Leiteranschluss des Basissubstrats und/oder einer Auswerteeinheit verbunden und elektrisch kontaktiert.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the detector device and the Fabry-Perot unit are connected to an electrical conductor connection of the base substrate and / or an evaluation unit and are electrically contacted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfassen die Seitenwände auf einer der Öffnung zugewandten Seite eine lichtabsorbierende Beschichtung.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the side walls comprise a light-absorbing coating on a side facing the opening.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung weist der Spektralfilter in lateraler Richtung Bereiche mit unterschiedlicher Filterwirkung und/oder das winkelselektive Element in lateraler Richtung Bereiche mit unterschiedlicher winkelselektiver Wirkung auf.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the spectral filter has areas with different filter effects in the lateral direction and / or the angle-selective element has areas with different angle-selective effects in the lateral direction.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Detektoreinrichtung mehrere Detektorkanäle, welche jeweils nach den Bereichen unterschiedlicher Filterwirkung ausgerichtet sind und getrennt auslesbar sind.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the detector device comprises several detector channels which are each aligned with the areas of different filter effects and can be read out separately.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Interferometereinheit ein Fabry-Perot-Interferometer.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the interferometer unit comprises a Fabry-Perot interferometer.
Das Fabry-Perot-Interferometer kann für bestimmte Spiegelabstände der Spiegel im Fabry-Perot-Interferometer nur Licht einer bestimmten Wellenlänge transmittieren. Durch die direkte Anordnung des Fabry-Perot-Interferometers und/oder der Detektoreinrichtung oder zumindest des Fabry-Perot-Interferometers auf dem Basissubstrat kann die Bauhöhe der Interferometereinrichtung vorteilhaft verringert werden, da auch die elektrische Verdrahtung über das Basissubstrat erfolgen kann, beispielsweise mit einem leitenden Kleber und /oder mit Bonddrähten.The Fabry-Perot interferometer can only transmit light of a certain wavelength for certain distances between the mirrors in the Fabry-Perot interferometer. By arranging the Fabry-Perot interferometer and / or the detector device or at least the Fabry-Perot interferometer directly on the base substrate, the overall height of the interferometer device can advantageously be reduced, since the electrical wiring can also be carried out via the base substrate, for example with a conductive one Glue and / or with bond wires.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung sind die Detektoreinrichtung und/oder die Interferometereinheit mit einem Kontaktdraht mit dem elektrischen Leiteranschluss verbunden.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the detector device and / or the interferometer unit are connected to the electrical conductor connection with a contact wire.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Deckelstruktur laterale Seitenwände und ein Metall.According to a preferred embodiment of the interferometer device, the cover structure comprises lateral side walls and a metal.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung ein Bereitstellen eines Basissubstrats, welches zumindest einen elektrischen Leiteranschluss umfasst; ein Anordnen einer Detektoreinrichtung auf dem Basissubstrat; ein Anordnen einer Fabry-Perot-Einheit auf dem Basissubstrat derart, dass eine erste Kavität über dem Basissubstrat gebildet wird und sich die Detektoreinrichtung in der ersten Kavität zwischen dem Basissubstrat und der Fabry-Perot-Einheit befindet, wobei das Basissubstrat, die Detektoreinrichtung und die Fabry-Perot-Einheit eine Interferometereinheit bilden; ein Bereitstellen einer Bodenplatte und einer Deckelstruktur und Befestigen der Deckelstruktur auf der Bodenplatte derart, dass eine zweite Kavität zwischen Deckelstruktur und Bodenplatte eingeschlossen wird und beide ein Gehäuse bilden, wobei die Bodenplatte oder die Deckelstruktur eine Öffnung umfasst, welche von Seitenwänden umgeben ist, die sich zu einer Oberfläche der Bodenplatte oder der Deckelstruktur senkrecht erstrecken; und wobei die Interferometereinheit in der zweiten Kavität und in einer Lichteinfallsrichtung durch die Öffnung angeordnet wird, so dass die Interferometereinheit mit der Fabry-Perot-Einheit der Öffnung zugewandt ist.According to the invention, in the method for producing an interferometer device, a base substrate is provided which comprises at least one electrical conductor connection; arranging a detector device on the base substrate; arranging a Fabry-Perot unit on the base substrate such that a first cavity is formed over the base substrate and the detector device is located in the first cavity between the base substrate and the Fabry-Perot unit, the base substrate, the detector device and the Fabry-Perot unit form an interferometer unit; providing a base plate and a cover structure and securing the cover structure on the base plate in such a way that a second cavity is enclosed between the cover structure and the base plate and both form a housing, the base plate or the cover structure comprising an opening which is surrounded by side walls which extend extend perpendicular to a surface of the base plate or the lid structure; and wherein the interferometer unit is arranged in the second cavity and in a direction of incidence of light through the opening, so that the interferometer unit with the Fabry-Perot unit faces the opening.
Das Verfahren kann sich auch durch die bereits in Verbindung mit der Interferometereinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.The method can also be used in conjunction with the interferometer device features mentioned and their advantages and vice versa.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Interferometereinheit mit dem Basissubstrat an Kontaktstiften befestigt, welche in der Bodenplatte oder der Deckelstruktur befestigt werden.According to a preferred embodiment of the method, the interferometer unit is fastened with the base substrate to contact pins which are fastened in the base plate or the cover structure.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Filtereinrichtung innerhalb oder außerhalb des Gehäuses auf der Öffnung, diese überspannend, angeordnet.According to a preferred embodiment of the method, a filter device is arranged inside or outside the housing on the opening, spanning it.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings.
FigurenlisteFigure list
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments specified in the schematic figures of the drawing.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und -
2 eine Darstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Herstellen einer Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
1 a schematic side view of an interferometer device according to an embodiment of the present invention; and -
2 a representation of method steps of a method for producing an interferometer device according to an embodiment of the present invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote identical or functionally identical elements.
Die Interferometereinrichtung
Eine Filtereinrichtung
Die Seitenwände
Das Basissubstrat
Die Filtereinrichtung
Wenn gleichzeitig Lichtstrahlen aus unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das Fabry-Perot-Interferometer treffen, kann dies eine mögliche Wellenlängenauflösung verringern. Das winkelselektive Element kann vorteilhaft den Einfallswinkel des einfallenden Lichts einschränken. Wenn die Verteilung der Einfallswinkel noch um einen bestimmten Winkel gegen eine Normale auf die Spiegeloberfläche der Interferometereinheit zentriert ist, kann dies zu einer Verschiebung des kompletten von der Interferometereinheit erzeugten Spektrums führen, also einen Wellenlängen-Offsetfehler erzeugen. Durch das winkelselektive Element
Die Öffnung kann selbst auch eine winkelselektive Wirkung haben, wobei das winkelselektive Element diese unterstützen kann oder weggelassen werden kann.The opening itself can also have an angle-selective effect, wherein the angle-selective element can support this or can be omitted.
Der Spektralfilter
Der Spektralfilter
Die Interferometereinheit
Die Deckelstruktur
Das Basissubstrat
Die Detektoreinrichtung
Die Fabry-Perot-Einheit kann zumindest zwei Spiegeleinrichtungen SP1 und SP2 umfassen, welche parallel ausgerichtet sein können und wobei deren Abstand variabel sein kann. Je nach Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen kann eine bestimmte Wellenlänge des Lichts, welches durch die Öffnung
Die Spiegeleinrichtungen SP1 und/oder SP2 können jeweils einen dielektrischen Spiegel mit zwei hochbrechenden Schichten (etwa aus Silizium oder einer Verbindung mit Silizium) und einer dazwischen befindlichen niedrigbrechenden Schicht (etwa Luft oder Vakuum) umfassen.The mirror devices SP1 and / or SP2 can each include a dielectric mirror with two high-index layers (for example made of silicon or a compound with silicon) and a low-index layer located in between (for example air or vacuum).
Je nach Einstellung (Abstand der Spiegeleinrichtungen, wobei der Abstand und somit die transmittierte Wellenlänge variabel sein kann) der Fabry-Perot-Einheit kann Außenlicht nur in einer bestimmten Wellenlänge in die erste Kavität hinein transmittiert werden. Das Fabry-Perot-Interferometer kann mehrere Wellenlängen verschiedener Ordnungen (Moden) gleichzeitig transmittieren.Depending on the setting (distance between the mirror devices, the distance and thus the transmitted wavelength being variable) of the Fabry-Perot unit, external light can only be transmitted into the first cavity at a specific wavelength. The Fabry-Perot interferometer can transmit several wavelengths of different orders (modes) at the same time.
Da ungefilterte Strahlung größtenteils oder vollständig von der ersten Kavität
Es kann weiterhin möglich sein, dass in der Deckelstruktur
Die Interferometereinrichtung
Da sowohl die Detektoreinrichtung
Der Spektralfilter
Durch eine Faltung der Detektorkanäle können verschiedene Informationen zur spektralen Verteilung einer betrachteten Probe gewonnen werden und auf weitere Eigenschaften rückgeschlossen werden.By folding the detector channels, various information about the spectral distribution of a sample can be obtained and conclusions can be drawn about other properties.
Durch die Interferometereinrichtung kann eine hohe spektrale Auflösung und ein vermindertes Signal-Rausch-Verhältnis erzielt werden. Des Weiteren kann sich die Interferometereinrichtung durch eine geringe Streuung der Wirkungsweise von Modul zu Modul auszeichnen.The interferometer device enables a high spectral resolution and a reduced signal-to-noise ratio to be achieved. Furthermore, the interferometer device can be distinguished by a low scatter of the mode of operation from module to module.
Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1a eines Basissubstrats, welches zumindest einen elektrischen Leiteranschluss umfasst; ein Anordnen S1b einer Detektoreinrichtung auf dem Basissubstrat; ein Anordnen Sic einer Fabry-Perot-Einheit auf dem Basissubstrat derart, dass eine erste Kavität über dem Basissubstrat gebildet wird und sich die Detektoreinrichtung in der ersten Kavität zwischen dem Basissubstrat und der Fabry-Perot-Einheit befindet, wobei das Basissubstrats, die Detektoreinrichtung und die Fabry-Perot-Einheit eine Interferometereinheit bilden; ein Bereitstellen S2a einer, vorteilhaft mit einer Filtereinrichtung bestückten, Bodenplatte und einer Deckelstruktur und Befestigen S2b der Deckelstruktur auf der Bodenplatte derart, dass eine zweite Kavität zwischen Deckelstruktur und Bodenplatte eingeschlossen wird und beide ein Gehäuse bilden, wobei die Bodenplatte oder die Deckelstruktur eine Öffnung umfasst, welche von Seitenwänden umgeben ist, die sich zu einer Oberfläche der Bodenplatte oder der Deckelstruktur senkrecht erstrecken; und wobei die Interferometereinheit in der zweiten Kavität und in einer Lichteinfallsrichtung durch die Öffnung angeordnet wird, so dass die Interferometereinheit mit der Fabry-Perot-Einheit der Öffnung zugewandt ist. Die Schritte S1a bis S1c können zur Ausformung der Interferometereinheit
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many different ways.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 17057372 [0003]WO 17057372 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019207383.2A DE102019207383A1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device |
PCT/EP2020/063574 WO2020234139A1 (en) | 2019-05-21 | 2020-05-15 | Interferometer device and method for producing an interferometer device |
EP20730194.6A EP3973258A1 (en) | 2019-05-21 | 2020-05-15 | Interferometer device and method for producing an interferometer device |
CN202080037708.8A CN113825988A (en) | 2019-05-21 | 2020-05-15 | Interferometer arrangement and method for producing an interferometer arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019207383.2A DE102019207383A1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019207383A1 true DE102019207383A1 (en) | 2020-11-26 |
Family
ID=70975843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019207383.2A Withdrawn DE102019207383A1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3973258A1 (en) |
CN (1) | CN113825988A (en) |
DE (1) | DE102019207383A1 (en) |
WO (1) | WO2020234139A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090040616A1 (en) * | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Xerox Corporation | Fabry-perot piezoelectric tunable filter |
EP3064914A1 (en) * | 2013-10-31 | 2016-09-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light-detecting device |
US20170328702A1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-11-16 | Kris Vossough | Integrated Sensory Systems |
US20180188110A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Verifood, Ltd. | Fabry-perot spectrometer apparatus and methods |
EP3358320A1 (en) * | 2015-10-02 | 2018-08-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light detection device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3770326B2 (en) * | 2003-10-01 | 2006-04-26 | セイコーエプソン株式会社 | Analysis equipment |
JP4432947B2 (en) * | 2006-09-12 | 2010-03-17 | 株式会社デンソー | Infrared gas detector |
JP6290594B2 (en) * | 2013-10-31 | 2018-03-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | Photodetector |
-
2019
- 2019-05-21 DE DE102019207383.2A patent/DE102019207383A1/en not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-05-15 CN CN202080037708.8A patent/CN113825988A/en active Pending
- 2020-05-15 WO PCT/EP2020/063574 patent/WO2020234139A1/en unknown
- 2020-05-15 EP EP20730194.6A patent/EP3973258A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090040616A1 (en) * | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Xerox Corporation | Fabry-perot piezoelectric tunable filter |
EP3064914A1 (en) * | 2013-10-31 | 2016-09-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light-detecting device |
EP3358320A1 (en) * | 2015-10-02 | 2018-08-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light detection device |
US20170328702A1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-11-16 | Kris Vossough | Integrated Sensory Systems |
US20180188110A1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | Verifood, Ltd. | Fabry-perot spectrometer apparatus and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020234139A1 (en) | 2020-11-26 |
CN113825988A (en) | 2021-12-21 |
EP3973258A1 (en) | 2022-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2356414B1 (en) | Infrared light detector and production thereof | |
DE102018120061A1 (en) | A detector module for a photoacoustic gas sensor | |
EP1714476A1 (en) | Optical module | |
WO2014191114A2 (en) | Method for producing a plurality of measurement regions on a chip, and chip with measurement regions | |
DE102014014981A1 (en) | Device for the spectrometric detection of light pulses | |
DE68920619T2 (en) | Pyroelectric infrared detector and method of manufacturing a pair of pyroelectric elements used therein. | |
DE102018212755A1 (en) | Spectrometer device and method for producing a spectrometer device | |
DE102019134267A1 (en) | Photoacoustic detector unit, photoacoustic sensor and related manufacturing processes | |
DE102019134279B3 (en) | Photoacoustic sensors and MEMS components | |
DE10010514B4 (en) | Optoelectronic microspectrometer | |
DE102019207383A1 (en) | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device | |
DE102019213270A1 (en) | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device | |
EP3093633B1 (en) | Apparatus for the simultaneous detection of a plurality of distinct materials and/or substance concentrations | |
DE102019213285A1 (en) | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device | |
DE102019213284A1 (en) | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device | |
DE102019213292A1 (en) | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device | |
DE102005018470A1 (en) | Optical gas sensor | |
DE102019213287A1 (en) | Interferometer device and method for manufacturing an interferometer device | |
DE4428844A1 (en) | Thermoelectric component for infra red and visible radiation | |
DE102017201129A1 (en) | Device for limiting an angle of incidence of light, microspectrometer and method of manufacturing the device | |
DE102004013850B4 (en) | Filter chip with integrated aperture | |
WO2021043462A1 (en) | Spectrometer package having a mems fabry-pérot interferometer | |
DE102019207380A1 (en) | Interferometer device and method for making an interferometer device | |
DE102020123199A1 (en) | Photoacoustic sensor array | |
WO2017037038A1 (en) | Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |