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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Interferometereinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung.
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Stand der Technik
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Miniaturisierte Spektrometer mit Fabry-Perot-Interferometern (FPI) umfassen üblicherweise Abstandshalter, um ein FPI oberhalb eines Detektors anordnen und den Detektor unterhalb des FPIs elektrisch kontaktieren zu können, was jedoch zu einer verhältnismäßig großen Bauhöhe, bezogen auf eine Leiterplattenoberfläche, führen kann. Dies kann zu einer vergrößerten Montagetoleranz führen und zusätzliche Schritte bei einer Montage erfordern und die Materialkosten erhöhen. Derartige Abstandshalter können zusätzliche Öffnungen umfassen, durch welche ungefiltertes Licht am FPI vorbei auf den Detektor gestreut werden kann, was ein Signal-Rausch-Verhältnisbeeinflussen kann.
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In der
EP 3 064 912 A1 wird ein Lichtdetektor beschrieben, welcher ein Verdrahtungssubstrat, ein Fabry-Perot-Interferometer und einen Abstandshalter zwischen dem Fabry-Perot-Interferometer und dem Verdrahtungssubstrat umfasst, um eine Kavität für einen Photodetektor zu bilden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Interferometereinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung nach Anspruch 12.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Interferometereinrichtung anzugeben, welche sich durch eine verbesserte Kontaktierungsmöglichkeit der Interferometer und Detektorelemente auszeichnet, vorteilhaft platzsparend, kostengünstig mit wenigen Baukomponenten und wenigen Herstellungsschritten darstellbar ist. Es kann mittels weniger Komponenten ein kleinskaliges Bauelement, insbesondere ein Filterelement und/oder Spektrometer, mit geringer Bauhöhe und einer gegen Streulicht abgeschirmten Detektoreinrichtung erzielt werden.
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Erfindungsgemäß umfasst die Interferometereinrichtung ein Fabry-Perot-Interferometer, welches zumindest zwei zueinander beabstandete Spiegeleinrichtungen und ein Substrat umfasst, wobei die Spiegeleinrichtungen jeweils parallel über dem Substrat angeordnet sind und zumindest eine der Spiegeleinrichtungen beweglich ist; wobei das Substrat in einem optischen Bereich lateral innerhalb eines Randbereiches eine Ausnehmung umfasst; ein Basissubstrat , welches eine elektrische Leiterbahn umfasst, wobei das Fabry-Perot-Interferometer auf dem Basissubstrat angeordnet ist; und zumindest eine Detektoreinrichtung, welche auf dem Basissubstrat angeordnet ist und über die elektrische Leiterbahn elektrisch kontaktiert ist, wobei das Fabry-Perot-Interferometer über der Detektoreinrichtung angeordnet ist und diese zumindest teilweise mit der Ausnehmung überspannt; und eine Spiegelschicht, auf welcher die Detektoreinrichtung angeordnet ist und welche sich zwischen dem Basissubstrat und der Detektoreinrichtung befindet.
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Die Spiegeleinrichtungen können jeweils zumindest eine hochbrechende Schicht umfassen oder eine niedrigbrechende Schicht zwischen zwei hochbrechenden Schichten, wobei diese Anordnung für eine bestimmte Wellenlänge durchlässig sein können. Je nach Abstand zwischen den beiden Spiegeleinrichtungen kann eine entsprechende Wellenlänge eines Außenlichts durch das Fabry-Perot-Interferometer transmittiert werden und auf die Detektoreinrichtung(en) treffen. Zumindest eine der Spiegeleinrichtungen kann beispielsweise durch einen Aktor bewegt werden, vorteilhaft im Wesentlichen parallel zur jeweils anderen Spiegeleinrichtung.
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Das Basissubstrat kann als eine Leiterplatte (PCB), vorteilhaft als ein Verdrahtungssubstrat hergestellt sein.
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Durch die erfindungsgemäße Interferometereinrichtung kann ein möglichst kostengünstiges, aber dennoch leistungsfähiges Spektrometer 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 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 Detektoranordnung mit wenigen Komponenten hergestellt werden.
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Durch die direkte Anordnung des Fabry-Perot-Interferometers auf dem Basissubstrat oder auf der Detektoreinrichtung oder auf einer Auswerteeinrichtung kann die Bauhöhe der Interferometereinrichtung vorteilhaft verringert werden und auf separate Abstandshalter verzichtet werden, da auch die elektrische Verdrahtung über das Basissubstrat, oder eine Zuleitung auf einer Auswerteeinrichtung erfolgen kann, beispielsweise mit einem leitenden Kleber und /oder mit Bonddrähten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die elektrische Leiterbahn auf dem Basissubstrat angeordnet oder erstreckt sich zumindest teilweise eingebettet im Basissubstrat.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die elektrische Leiterbahn auf einer dem Fabry-Perot-Interferometer zugewandten Oberseite des Basissubstrats angeordnet und ein elektrischer Kontakt der Detektoreinrichtung und/oder des Fabry-Perot-Interferometers ist mit der elektrischen Leiterbahn über einen Kontaktdraht hergestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung überragt die Ausnehmung die Detektoreinrichtung lateral.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Detektoreinrichtung eine erste Detektoreinrichtung und eine zweite Detektoreinrichtung, welche für unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensibel sind und auf dem Basissubstrat übereinander oder nebeneinander angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die erste Detektoreinrichtung auf dem Basissubstrat angeordnet und umfasst auf einer dem Basissubstrat abgewandten Seite eine erste Leiterbahn, und die zweite Detektoreinrichtung ist auf der abgewandten Seite der ersten Detektoreinrichtung angeordnet und ist mit einem Drahtkontakt mit der ersten Leiterbahn elektrisch kontaktiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung erstreckt sich die Leiterbahn unter dem Fabry-Perot-Interferometer bis in die Ausnehmung und ist zumindest außerhalb der Ausnehmung von einem nichtleitenden Kleber oder Lack überdeckt, wobei das Fabry-Perot-Interferometer mit dem Substrat auf dem Kleber oder Lack angeordnet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die Spiegelschicht auf dem Basissubstrat angeordnet oder in dieses integriert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die erste Detektoreinrichtung bei größeren Wellenlängen sensitiv ist als die zweite Detektoreinrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst das Basissubstrat zumindest eine Wärmesenke, welche mit der Spiegelschicht in mechanischem Kontakt steht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst diese eine Auswerteeinheit, welche auf dem Basissubstrat angeordnet ist und welche auf einer dem Basissubstrat abgewandten Oberseite eine zweite Leiterbahn und die Spiegelschicht umfasst und wobei die Detektoreinrichtung mit der zweiten Leiterbahn über einen Drahtkontakt kontaktiert ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung ein Bereitstellen eines Basissubstrats mit einer elektrischen Leiterbahn; ein Anordnen zumindest einer Detektoreinrichtung auf dem Basissubstrat, wobei die Detektoreinrichtung auf einer Spiegelschicht angeordnet wird, welche sich zwischen dem Basissubstrat und der Detektoreinrichtung befindet und ein elektrisches Kontaktieren der Detektoreinrichtung mit der elektrischen Leiterbahn; und ein Anordnen eines Fabry-Perot-Interferometers auf dem Basissubstrat, welches zumindest zwei zueinander beabstandete Spiegeleinrichtungen und ein Substrat umfasst, wobei die Spiegeleinrichtungen jeweils parallel über dem Substrat angeordnet sind und zumindest eine der Spiegeleinrichtungen beweglich ist, wobei das Substrat in einem optischen Bereich lateral innerhalb eines Randbereiches eine Ausnehmung umfasst, und wobei das Fabry-Perot-Interferometer über der Detektoreinrichtung angeordnet wird und diese zumindest teilweise mit der Ausnehmung überspannt.
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Das Verfahren kann sich vorteilhaft auch durch die bereits in Verbindung mit der Interferometereinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Kontaktieren der Detektoreinrichtung mit einem Kontaktdraht.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1a eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- 1b eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
- 4 ein schematisches Blockschaltbild von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Die Interferometereinrichtung 10 umfasst ein Fabry-Perot-Interferometer 1, welches zumindest zwei zueinander beabstandete Spiegeleinrichtungen (SP1; SP2) und ein Substrat 2 umfasst, wobei die Spiegeleinrichtungen (SP1; SP2) jeweils parallel über dem Substrat 2 angeordnet sind und zumindest eine der Spiegeleinrichtungen (SP1; SP2) beweglich ist, wobei das Substrat 2 in einem optischen Bereich OB lateral innerhalb eines Randbereiches RB eine Ausnehmung A umfasst; ein Basissubstrat 3, welches eine elektrische Leiterbahn 5 umfasst, wobei das Fabry-Perot-Interferometer 1 auf dem Basissubstrat 3 angeordnet ist; und zumindest eine Detektoreinrichtung 6, welche auf dem Basissubstrat 3 angeordnet ist und mittels der elektrischen Leiterbahn 5 elektrisch kontaktiert ist, wobei das Fabry-Perot-Interferometer 1 über der Detektoreinrichtung 6 angeordnet ist und diese zumindest teilweise mit der Ausnehmung A überspannt; und eine Spiegelschicht 8, auf welcher die Detektoreinrichtung 6 angeordnet ist und welche sich zwischen dem Basissubstrat 3 und der Detektoreinrichtung 6 befindet.
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Auf einer Oberseite O1 des Basissubstrats 3 kann die Leiterbahn 5 angeordnet sein oder die Leiterbahn 5 kann zumindest teilweise in das Basissubstrat 3 eingebettet sein. Das Fabry-Perot-Interferometer 1 kann auf dem Basissubstrat 3 angeordnet sein, wobei die Leiterbahn 5 sich unter dem Fabry-Perot-Interferometer 1 bis in die Ausnehmung A erstrecken kann und zumindest außerhalb der Ausnehmung A von einem nichtleitenden Kleber oder Lack KL überdeckt sein kann, wobei das Fabry-Perot-Interferometer 1 mit dem Substrat 2 auf dem Kleber KL oder Lack angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann sich der Kleber KL oder Lack zwischen dem Substrat 2 des Randbereichs RB und der Leiterbahn 5 und/oder dem Basissubstrat 3 befinden. Ein elektrischer Kontakt der Detektoreinrichtung 6 und/oder des Fabry-Perot-Interferometers 1 mit der elektrischen Leiterbahn 5 kann über einen Kontaktdraht 7 hergestellt sein. Die Leiterbahn 5 kann aus mehreren getrennten Leiterbahnen (5, 5') bestehen, über welche getrennt voneinander die Detektoreinrichtung und das Fabry-Perot-Interferometer (FPI) kontaktierbar sein können. Hierbei kann ein Kontaktdraht 7 innerhalb der Ausnehmung A, welche eine Kavität über der Detektoreinrichtung 6 bilden kann, von der Leiterbahn 5 bis auf eine dem Basissubstrat 3 abgewandte Oberseite der Detektoreinrichtung 6 innerhalb der Kavität geführt sein. Des Weiteren kann von einer anderen Leiterbahn 5' ein weiterer Kontaktdraht 7a außerhalb der Ausnehmung A von dem Basissubstrat 3 zum Fabry-Perot-Interferometer (FPI) (etwa auf eine von dem Basissubstrat abgewandten Oberseite des FPI) geführt sein. Die Detektoreinrichtung 6 kann sich innerhalb der Kavität, welche durch die Ausnehmung A gebildet wird und welche auf einer optischen Achse AA des Fabry-Perot-Interferometers liegt, befinden. Das FPI kann bereichsweise frei beweglich und dort auf einem Montageanschlag MA aufgesetzt sein, also lateral nicht an allen Bereichen fest mit dem Basissubstrat 3 verbunden sein. Daher kann zumindest ein Bereich mit einem Montagebereich (Montageanschlag MA) auf dem Basissubstrat 3 vorhanden sein, an welchem auf eine Klebeverbindung KL verzichtet werden kann. Auf diese Weise können mechanische Spannungen durch eine laterale Verbindung zwischen FPI 1 und Basissubstrat 3 vermieden oder zumindest bereichsweise verringert werden
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Die Kontaktierung des Fabry-Perot-Interferometers 1 kann beispielsweise zur Aktuierung der Spiegeleinrichtungen dienen. Die FPI-Kontaktierung kann vorteilhaft auf einer gleichen Seite wie die Fixierung des FPIs über die Klebeverbindung KL erfolgen, wodurch eine verbesserte Qualität der Kontaktierung erzielbar sein kann.
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Das Basissubstrat kann als Leiterplatte, LTCC-Keramiksubstrat (Multilagenkeramik) oder als Premold-Gehäuse (vorgefertigt in Spritzguss) ausgeführt sein.
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Das Fabry-Perot-Interferometer 1 kann im Innenbereich einen optischen Bereich OB bilden, welcher zur Transmission eines Lichts geeignet ist (je nach Spiegelabstand gefiltertes Außenlicht).
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Ein elektrischer Kontakt der Detektoreinrichtung 6 kann mit der elektrischen Leiterbahn 5 über einen Kontaktdraht 7 hergestellt sein, welcher in die Kavität und möglicherweise auch in die Ausnehmung A (vertikal) hineinreichen kann. Durch die versenkte Anordnung kann überhaupt eine Kontaktierung über den Kontaktdraht 7 ermöglicht sein und dennoch ein, insbesondere bezüglich Höhe, kleinskaliges Bauelement ausgeformt sein. Außerdem kann das Fabry-Perot-Interferometer 1 besser auf einer optischen Achse über der Detektoreineichtung angeordnet sein, ohne die Höhe des Bauteils signifikant zu verändern.
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Die Spiegelschicht 8 kann beispielsweise direkt auf dem Basissubstrat 3 angeordnet sein und die Detektoreinrichtung 6 kann in weiterer Folge auf dieser Spiegelschicht 8 angeordnet sein. In Draufsicht aus einer Transmissionsrichtung des Lichts L durch das FPI 1 kann die Spiegelschicht 8 vorteilhaft eine laterale Ausdehnung aufweisen, welche größer sein kann als jene der Ausnehmung A. Die Spiegelschicht 8 kann sich lateral zumindest unterhalb der gesamten Detektoreinrichtung 6 erstrecken. Die Spiegelschicht 8 kann beispielsweise aus einer Beschichtung des Basissubstrats 3 resultieren und etwa ein Metall umfassen. Die Spiegelschicht 8 kann vorteilhaft die vom FPI gefilterte von der Detektoreinrichtung 6 jedoch zunächst nicht erfasste Strahlung in diese zurückreflektieren und vorteilhaft, falls sich die Spiegelschicht 8 über den Detektor 6 hinaus erstreckt, auch seitlich an der Detektoreinrichtung 6 vorbeilaufende gefilterte Strahlung des FPI auf die Detektoreinrichtung oder zumindest in die Kavität zurückreflektieren. Auf diese Weise kann die Absorption der gefilterten Strahlung durch die Detektoreinrichtung in ihrer Effizienz gesteigert werden. Die Spiegelschicht 8 kann auch durch eine Metallisierung des Basissubstrats 3 resultieren, etwa auch selbst eine Leiterbahn darstellen. Hierbei kann eine Doppelfunktion aus Kontaktierung von Bauelementen (etwa der Detektoreinrichtung) und Reflexion möglich sein.
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Die Spiegelschicht 8 kann auch bereichsweise in das Basissubstrat 3 integriert sein. Die Spiegelschicht 8 kann vorteilhaft jene Bereiche des Basissubstrats 3 in der Kavität abdecken, welche nicht bereits von der Leiterbahn abgedeckt werden.
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Durch das Überdecken der Kavität durch das Fabry-Perot-Interferometer 1 kann es vorteilhaft verhindert oder verringert werden, dass ungefiltertes Streulicht aus der Umgebung auf die Detektoreinrichtung treffen kann. Durch das Verringern oder Vermeiden eines Auftreffens von ungefilterter Streustrahlung auf die Detektoreinrichtung kann ein Signal-Rausch-Verhältnis der Interferometereinrichtung verbessert werden.
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Die Interferometereinrichtung kann als ein mikromechanisches Bauelement, vorteilhaft als Mikrospektrometer ausgeformt sein, wobei auch das Fabry-Perot-Interferometer 1 als ein mikromechanisches Bauelement ausgeformt sein kann und als ein in Wellenlängen durchstimmbarer Filter wirken kann. Die Interferometereinrichtung kann weiterhin als ein Modul für weitere und zum Integrieren in größere Baugruppen ausgelegt sein.
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Durch die Ausnehmung A können auch Wellenlängen durch das FPI transmittiert werden, welche sonst im Substratmaterial absorbiert würden. Bei Überdeckung der Kavität lateral über diese hinaus kann der Kontaktdraht 7 also direkt auf die Oberfläche des Basissubstrats 3 gezogen werden, ein Durchkontaktierung (Via) im Basissubstrat 3 kann entfallen.
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Die Klebeverbindung KL kann die elektrische Leiterbahn 5 vorteilhaft zumindest teilweise oder vollständig überdecken.
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Der Kontaktdraht 7 kann platzsparend in die Kavität geführt werden. Somit kann eine elektrische Verbindung zur Detektoreinrichtung 6 innerhalb des optischen Bereichs OB erfolgen.
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Das Basissubstrat 3 kann zumindest eine Wärmesenke 9 umfassen, welche mit der Spiegelschicht 8 in mechanischem Kontakt stehen kann. Diesbezüglich kann die Wärmesenke 9 auf einer Rückseite U1 des Basissubstrats 3, welche der Oberseite O1 gegenüberliegen kann, angeordnet sein, vorteilhaft in einem Bereich um die optische Achse AA, um so mittels eines oder mehrerer Durchkontakte 9a mit der Spiegelschicht 8 mechanisch verbunden sein zu können. In den Durchkontakten 9a (thermische vias) kann ein Metall angeordnet sein, so dass durch die auf die Detektoreinrichtung 6 auftreffende und durch Absorption erzeugte Wärme im Betrieb zur Wärmesenke 9 abgeführt werden kann.
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1b zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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In der 1b wird die Interferometereinrichtung aus der 1a in Draufsicht, insbesondere entlang einer Richtung des Lichteinfalls auf das Fabry-Perot-Interferometer 1, gezeigt. Der optische Bereich OB kann als kreisförmiger Bereich ausgeformt sein, ebenso die Kavität und die Ausnehmung A im Substrat des FPI. Die 1b zeigt diesbezüglich nur einen kreisförmigen optischen Bereich OB, aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der Form der Kavität und der Ausnehmung A verzichtet. Die Form der Kavität und/oder der Ausnehmung A und/oder des optischen Bereichs OB kann auch von einer Kreisform abweichen. Die elektrische Leiterbahn 5 kann von einem Randbereich über dem Basissubstrat 3 bis in den optischen Bereich OB hinein geführt werden, vorteilhaft als schmale Leiterbahn (etwa Metallisierung auf dem Basissubstrat 3) und kann einen Kontaktbereich unterhalb der Ausnehmung A für den Kontaktdraht 7 ausbilden, mittels dessen die Detektoreinrichtung 6 kontaktiert sein kann. Die (Klebe)verbindung KL kann in einem Randbereich, beispielsweise nur an einer Seite des Basissubstrats 3, angebracht sein, vorteilhaft unterhalb der Kontaktpunkte T (etwa an der Oberseite des FPI) für einen Kontaktdraht auf dem FPI, welche eine Mehrzahl umfassen können und auf dem Fabry-Perot-Interferometer 1 angeordnet sein können. Die (Klebe)verbindung KL kann elektrisch isolierend sein. Die (Klebe)verbindung KL kann die Ausnehmung A bevorzugt lateral nur bereichsweise, also nicht vollständig, umschließen. Auf diese Weise lässt sich das Einkoppeln von mechanischer Spannung aus dem Aufbau in die Interferometereinrichtung reduzieren. Die (Klebe)verbindung KL kann vorzugsweise auf eine Unterkante des Fabry-Perot-Interferometers 1 reduziert sein, während wenigstens eine Seite einen mechanischen Montageanschlag ohne die (Klebe)verbindung KL aufweisen kann. In diesem Montageanschlag kann das Fabry-Perot-Interferometer lediglich aufgesetzt sein.
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Auf dem Basissubstrat 3 können des Weiteren einer oder mehrere Kontaktstellen 5', 5" aus getrennten Leiterbahnen angeordnet sein, welche mit äußeren Kontaktdrähten zur Kontaktierung des Fabry-Perot-Interferometers 1 verbunden sein können.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Das Ausführungsbeispiel der 2 unterscheidet sich darin von jenem der 1a, das die Detektoreinrichtung 6 zumindest eine erste Detektoreinrichtung 6a und eine zweite Detektoreinrichtung 6b umfassen kann, welche für unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensitiv sind und auf dem Basissubstrat 3 und innerhalb der Kavität übereinander angeordnet sein können.
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Die erste Detektoreinrichtung 6a kann hierbei auf dem Basissubstrat 3 angeordnet sein und auf einer dem Basissubstrat 3 abgewandten Seite 6aa eine erste Leiterbahn 5a umfassen, und die zweite Detektoreinrichtung 6b kann auf der abgewandten Seite 6aa der ersten Detektoreinrichtung 6a angeordnet sein und mit einem Drahtkontakt 7 mit der ersten Leiterbahn 5a elektrisch kontaktiert sein. Mit anderen Worten kann die erste Leiterbahn 5a auf der ersten Detektoreinrichtung sich unterhalb des FPI 1 von einer Außenseite der Interferometereinrichtung 10 bis in die Ausnehmung A erstrecken, da sich die erste Detektoreinrichtung 6a selbst an zumindest einer Seite unterhalb des FPI und darüber hinaus erstrecken kann. Das FPI kann in diesem Bereich, in welchem sich die erste Detektoreinrichtung 6a über das FPI 1 hinaus erstreckt, nur auf der Leiterbahn und/oder der Detektoreinrichtung 6a aufgesetzt sein, und in diesem Bereich auf eine feste Klebeverbindung KL verzichtet werden. Das FPI kann hier durch das Substrat des FPIs elektrisch von der ersten Leiterbahn vorteilhaft isoliert sein. Das FPI 1 kann mit der (Klebe)verbindung KL direkt auf der ersten Detektoreinrichtung 6a angebracht sein, und im Bereich der ersten Leiterbahn 5a lose auf diese aufgesetzt sein.
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Von dem Basissubstrat 3 kann außen vor dem FPI ein Drahtkontakt 7 von einer Leiterbahn 5 auf die erste Leiterbahn 5a geführt sein. Das FPI 1 kann von außen von einer anderen Leiterbahn 5' aus mit einem weiteren Kontaktdraht 7a auf dessen Oberseite kontaktiert sein.
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Die Spiegelschicht 8 auf dem Basissubstrat 3 kann sich zumindest vollständig unter der ersten Detektoreinrichtung 6a erstrecken. Die zweite Detektoreinrichtung 6b kann entsprechend der 1a gänzlich innerhalb der Ausnehmung A angeordnet sein. Die erste Leiterbahn 5a kann eine Metallisierung umfassen. Die erste Detektoreinrichtung kann von einer anderen Seite (nicht gezeigt) ebenfalls durch einen Kontaktdraht von außen kontaktiert sein oder es kann sich gemäß der 1a eine weitere Leiterbahn in das Innere der Ausnehmung A erstrecken, etwa von einer in der 2 nicht gezeigten Rückseite aus, und die erste Detektoreinrichtung gemäß der 1a beispielsweise von der lateralen Rückseite aus kontaktieren.
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Die erste Detektoreinrichtung 6a kann beispielsweise bei längeren Wellenlängen sensibel sein als die zweite Detektoreinrichtung 6b, wodurch vom FPI transmittierte Moden höherer Ordnung (kürzere Wellenlängen) besser an der zweiten Detektoreinrichtung detektierbar sein können und das Gleiche für niedrigere Ordnungen an der ersten Detektoreinrichtung. Durch eine unterschiedliche Sensitivität für die transmittierten Wellenlängen kann eine Ordnungstrennung bei der transmittierten Strahlung erzielt werden.
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Im Basissubstrat 3 kann eine Wärmesenke vorhanden sein (nicht gezeigt) oder es kann auch auf diese verzichtet werden. Die zweite Detektoreinrichtung 6b kann für Wellenlängen, welche zur Detektion an der ersten Detektoreinrichtung bestimmt sind, durchlässig sein. Auf diese Weise könnten auch mehrere unterschiedliche Detektoreinrichtungen übereinander gestapelt sein und zumindest manche von außen kontaktierbar sein, vorzugsweise jeweils mit einem Kontaktdraht.
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Alternativ könnten die beiden oder mehrere Detektoreinrichtungen auch in der Ausnehmung nebeneinander angeordnet sein.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich darin von jenem der 2, dass die Interferometereinrichtung 10 eine Ansteuer- bzw. Auswerteeinheit ASIC umfasst, welche auf dem Basissubstrat 3 angeordnet ist und welche auf einer dem Basissubstrat 3 abgewandten Oberseite ASIC-a eine zweite Leiterbahn 5b und die Spiegelschicht 8 umfasst und wobei die Detektoreinrichtung 6 mit der zweiten Leiterbahn 5b auf der Auswerteeinheit ASIC über einen Drahtkontakt 7 kontaktiert ist. Die Auswerteeinheit ASIC kann beispielsweise die Informationen (Messsignale) der Detektoreinrichtung verarbeiten. Die zweite Leiterbahn 5b oder weitere Leiterbahnen können auch zumindest bereichsweise in die Auswerteeinheit ASIC eingebettet sein. Die Ausführungsform der 3 umfasst hierbei nur eine Detektoreinrichtung, allerdings ist auch eine Anordnung mit mehreren gestapelten oder nebeneinander angeordneten Detektoren oder die monolithische Integration eines Detektors in die Auswerteeinheit selbst möglich. Die Auswerteeinheit ASIC kann vorteilhaft als Chip ausgeführt sein und ähnlich der ersten Detektoreinrichtung aus der 2 direkt auf dem Basissubstrat 3 angeordnet sein und in entsprechender Weise mit einer Leiterbahn (hierbei die zweite Leiterbahn 5b) versehen sein um einen Drahtkontakt 7 an der Außenseite der Interferometereinrichtung 10 mit einem Drahtkontakt 7 für die Detektoreinrichtung 6 in der Kavität zu verbinden. Die zweite Leiterbahn 5b, beispielsweise eine Metallisierung und die Spiegelschicht können beide auf der Oberseite ASIC-a und lateral getrennt voneinander angeordnet sein. Die Spiegelschicht 8 kann ebenfalls eine Metallisierung umfassen. Die Spiegelschicht 8 kann sich vorteilhaft zumindest unter der gesamten Detektoreinrichtung 6 erstrecken und vorzugsweise auch jene lateralen Bereich der Auswerteeinheit ASIC in der Kavität abdecken, welche nicht von der zweiten Leiterbahn 6b abgedeckt sind. Das FPI 1 kann mit der (Klebe)verbindung KL direkt auf dem ASIC angebracht sein, und im Bereich der zweiten Leiterbahn 5b lose auf diese aufgesetzt sein. Das FPI 1 kann von außen von einer anderen Leiterbahn 5' aus mit einem weiteren Kontaktdraht 7a auf dessen Oberseite kontaktiert sein.
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4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1 eines Basissubstrats mit zumindest einer elektrischen Leiterbahn; ein Anordnen S2 zumindest einer Detektoreinrichtung auf dem Basissubstrat, wobei die Detektoreinrichtung auf einer Spiegelschicht angeordnet wird, welche sich zwischen dem Basissubstrat und der Detektoreinrichtung befindet und elektrisches Kontaktieren S3 der Detektoreinrichtung mit der elektrischen Leiterbahn; und ein Anordnen S4 eines Fabry-Perot-Interferometers auf dem Basissubstrat, welches zumindest zwei zueinander beabstandete Spiegeleinrichtungen und ein Substrat umfasst, wobei die Spiegeleinrichtungen jeweils parallel über dem Substrat angeordnet sind und zumindest eine der Spiegeleinrichtungen beweglich ist, wobei das Substrat in einem optischen Bereich lateral innerhalb eines Randbereiche eine Ausnehmung umfasst, und wobei das Fabry-Perot-Interferometer über der Detektoreinrichtung angeordnet wird und diese zumindest teilweise mit der Ausnehmung überspannt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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