DE69628669T2

DE69628669T2 - Abstimmbares fabry-perot -filter zur messung der gaskonzentration

Info

Publication number: DE69628669T2
Application number: DE69628669T
Authority: DE
Inventors: François Grasdepot; Jan Suski
Original assignee: Schlumberger SA
Current assignee: Itron France SAS
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2016-10-26
Also published as: DE69628669D1; FR2740550A1; AU7308596A; WO1997015818A1; EP0876594A1; FR2740550B1; EP0876594B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter für eine elektromagnetische Strahlung mit einer durch ein Gas modifizierten spektralen Dichte, der einen Körper, welcher zumindest ein seinem von der Strahlung durchquerten Teil durchlässig für die besagte elektromagnetische Strahlung ist, aufweist, wobei der besagte Teil mindestens zwei Abschnitte aufweist, die zwei sich gegenüberliegende, wesentlich flache und zueinander parallele Flächen besitzt, die von einander durch einen Mittelbereich getrennt sind, welcher keine spektrale Interferenz mit dem Gas aufweist, wobei einer der Abschnitte, als erster Abschnitt bezeichnet, in einer wesentlich zu dem Flächenpaar senkrechten Richtung beweglich ist.
Ein Filter mit diesen Merkmalen ist aus der Patentschrift EP 0 608 049 bekannt.
In dieser Patentschrift durchquert eine elektromagnetische Strahlung, insbesondere eine optische Strahlung, aus einer Lichtquelle eine Zelle, welche das Gas enthält und eine Veränderung ihrer spektralen Dichte durch die Streifen der Absorption des Gases erfährt.
Die somit modifizierte Strahlung geht in einen optischen Filter der Interferometer Art von Fabry-Perot, welcher aus einem gegenüber von einem festen Teil angeordneten beweglichen Teil besteht. Beide Elemente bestimmen zwischen ihren jeweils gegenüberliegenden Flächen einen Hohlraum.
Die Ausgangsdicke des Hohlraums ist so gewählt dass der Filter mit dem Streifen auf das Gasabsorptionsband abgestimmt ist.
Abwärts vom Filter empfängt ein Detektor die vom abgestimmten Filter übertragene Strahlung und bestimmt die Energie, die für die Gaskonzentration charakteristisch ist. Diese Energie hängt von der Wellenlänge des Gases ab.
Ferner wird eine Spannung zwischen den in dem Hohlraum gegenüberliegenden Flächen beaufschlagt, um das bewegliche Element zu bewegen und somit die Dicke des Hohlraums zu variieren, wodurch die spektrale Übertragung des Filters verschoben wird, so dass sie nicht mehr auf das Gasabsorptionsband abgestimmt ist.
So erhält man auf dem Detektor eine sogenannte Richtstrahlungsenergie, da sie nicht mehr von der Wellenlänge des Gases.
Allerdings sind die geläufig benutzten Lichtquellen selten monochromatisch und weisen dadurch eine spektrale Verteilung auf, die einen Wellenbereich beidseitig der Wellenlänge λ₀, welche einer Gasabsorptionslinie entspricht, deckt.
Ferner ist das Gas, dessen Konzentration man gerne bestimmen möchte, oft nicht rein, sondern mit anderen Gasen, sogenannten Parasit- oder Interferenzgasen gemischt, welche Absorptionslinien für Wellenlängen, die in der spektralen Verteilung der Quelle eingetragen sind, besitzen.
Die 1a stellt die spektrale Verteilung der Strahlung am Ausgang der Zelle dar, welche eine für die Wellenlänge λ₀ bestimmte Gasabsorptionslinie, so wie eine Interferenzabsorptionslinie für die Wellenlänge λ₁ trifft.
Die 1b stellt die spektrale Übertragung des Filters, aus der Patentschrift EP 0 608 049 dar, worin der Filter auf die Wellenlänge λ₀ des Gases abgestimmt ist. In dieser Figur ist die spektrale Verteilung der Strahlung gestrichelt eingezeichnet.
Die 1c zeigt die vom Detektor gemessene Energie (schraffierter Bereich), wenn der Filter in der von der 1b angegebenen Stellung ist.
Um einen Energiemesswert zu erhalten, der als Richtwert dient und also unabhängig von der Wellenlänge λ₀ des Gases ist, geht aus den Dokumenten der bisherigen Technik hervor, dass man den besagten Filter durch die Variierung der Dicke zwischen den beiden gegenüberliegenden Elementen des Filters außerhalb des Gasabsorptionsstreifens bewegt.
Es kann aber vorkommen, wie in 1d veranschaulicht, dass die neue Stellung des Filters mit einer Wellenlänge eines im Gasgemisch vorhandenen Interferenten übereinstimmt. In diesem Fall ist der vom Detektor gemessene Energiewert (schraffierter Bereich), welcher auch Richtwert sein soll, der Wert aus der 1e.
Wenn man die jeweiligen vom Detektor gemessenen Energien in den durch die 1c und 1e dargestellten Fällen S₀ und S₁ nennt und U das nützliche Signal für die Bestimmung der Gaskonzentration, dann erhält man: U = S0/S1
Im allgemeinen wird dieses Verhältnis in folgender Form ausgedrückt: S₀/S₁ = (A + Bx)/(C + Dx), wobei x die Gaskonzentration darstellt.
Um x zu bestimmen, braucht nur die obenstehende Gleichung gelöst werden. Man wird sich bewusst, dass die Genauigkeit der Bestimmung von x unmittelbar mit der Genauigkeit des U-Wertes zusammenhängt, und man erhält: ΔU/U = ΔS0/S0 + ΔS1/S1
Wenn aber der Richtwert S₁ dem der 1e entspricht, ist der Ausdruck ΔS₁/S₁ sehr hoch und führt eine schlechte Genauigkeit auf das nützliche Signal U ein, und somit auch der Bestimmung von x.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, diese Nachteile zu beseitigen, indem ein Filter vorgeschlagen wird, der es ermöglicht, den Einfluss der Interferenten stark zu reduzieren, um die Genauigkeit der Bestimmung der Gaskonzentration zu verbessern.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein Fabry-Perot Filter für elektromagnetische Strahlung, der eine durch ein Gas modifizierte spektrale Dichte aufweist, mit einem Körper, der die besagte elektromagnetische Strahlung mindestens in seinem von der Strahlung durchquerten Teil durchlässt, wobei der besagte Teil mindestens zwei Abschnitte umfasst, die zwei sich gegenüberliegende, wesentlich flache und zueinander parallele Flächen besitzen, welche zwischen sich einen Hohlraum der Dicke e₀ bestimmen welcher einer ersten sogenannten Endstellung der besagten Flächen entspricht, wobei einer der besagten Abschnitte, erster Abschnitt genannt, in einer zu dem sich gegenüberliegenden Flächenpaar wesentlich senkrechten Richtung beweglich ist, und Mittel, um die besagten gegenüberliegenden Flächen zwischen zwei Endstellungen unter der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter ferner Mittel umfasst, um die Haftung zwischen diesen für die zweite Endstellung zu begrenzen, in welcher die besagten Flächen einen schwachen Abstand vor der durchschnittlichen Wellenlänge der sie durchquerenden Strahlung zwischen sich aufweisen.
Indem man die sich gegenüberliegenden Flächen in Kontakt bringt, verschiebt man die spektrale Übertragung außerhalb der spektralen Verteilung der Lichtquelle, aus der die elektromagnetische Strahlung entspringt.
Unter „Kontakt" versteht man das Aneinanderbringen der sich gegenüberliegenden Flächen bis zu einem schwachen Abstand vor der durchschnittlichen Wellenlänge der Strahlung, die sie durchquert, wodurch durch die Fläche verursachte Interferenzphänomene begrenzt werden können. Der Begriff „Kontakt" wird in der weiteren Darstellung in diesem Sinne gebraucht.
Diese Verschiebung bewirkt die Erhöhung des Übertragungswertes des Filters, indem er sich dem Wert 1 auf der gesamten Spektralbreite der Strahlung nähert. Sollte es einen Interferenten geben, dessen Absorptionswellenlänge sich im Bereich der Wellenlänge der Lichtquelle befindet, wird seine Wirkung somit irgendwie verdünnt, da die gemessene Energie die der Strahlung, dessen spektrale Dichte vom Gas modifiziert wurde, ist, durch den übertragungswert des Filters bei nahezu 1 geschwächt. Der somit erhaltene Richtwert ist zuverlässiger als in der vorstehend zitierten bisherigen Technik.
Es ist möglich, diese beiden sich gegenüberliegenden Flächen in Kontakt zu bringen, ohne zu befürchten, dass sie zusammenkleben und dadurch unbrauchbar gemacht werden indem die Haftung zwischen diesen Flächen begrenzt wird.
Ferner ist der Filter in einer mechanisch stabilen Stellung, wenn die Flächen in Kontakt sind, wodurch sie Vibrationen, welche die Messungen stark stören können, gegenüber unempfindlich sind.
Jeder Abschnitt besitzt eine Fläche, die der dem sich gegenüberliegenden Flächenpaar zugehörenden Fläche gegenüberliegt.
Um einen besseren Kontrast durch den Filter hindurch zu erzielen, und somit eine bessere Auflösung in der späteren Bestimmung der Gaskonzentration, sind die gegenüberliegenden Flächen so behandelt, dass sie die elektromagnetische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst der Filter ebenfalls Mittel, um die dem ersten Abschnitt gegenüberliegenden Fläche und die dem dritten Abschnitt gegenüberliegenden Fläche unter der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes zwischen zwei Endstellungen zu verschieben, so wie Mittel, um die Haftung zwischen diesen Flächen für mindestens eine dieser Stellungen zu begrenzen.
Gemäß einer dritten Ausführungsform umfasst der Filter einen dritten Körperabschnitt mit einer Fläche, die gegenüber der Fläche des zweiten Abschnittes liegt, welcher der Fläche des besagten zum dem ersten sich gegenüberliegenden Flächenpaar gehörenden Fläche gegenüberliegt, wobei die sich gegenüberliegenden Flächen des zweiten und dritten Abschnittes ein zweites sich gegenüberliegendes, wesentlich flaches und unter sich paralleles Flächenpaar bilden, wobei der dritte Abschnitt in einer zu den sich gegenüberliegenden Flächen senkrechten Richtung beweglich ist.
In dieser Ausführungsform umfasst der Filter Mittel, um die Fläche des dritten Abschnittes und die gegenüberliegende Fläche gegenüber dem zweiten Abschnitt unter der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes zwischen zwei Endstellungen zu verschieben, so wie Mittel, um die Haftung zwischen diesen Flächen in mindestens einer dieser Stellungen zu begrenzen.
Wenn diese Mittel aktiviert sind, so wie die Mittel, um die sich gegenüberliegenden Flächen der ersten und zweiten Abschnitte in Kontakt zu bringen, sind die beweglichen ersten und dritten Abschnitte auf dem zweiten Abschnitt des Körpers festgelegt, wodurch eine stabile Richtstellung des Filters erzielt wird, in der er mechanischen Vibrationen gegenüber unempfindlich ist.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:

– umfassen die Mittel zur Verschiebung der Flächen mindestens eine auf die sich gegenüberliegenden Flächen angebrachte Stromquelle,
– sind die Flächen mit Elektroden versehen, welche an die Klemmen der Stromquelle angeschlossen sind,
– ist der die Abschnitte des Körpers bildende Stoff elektrisch leitend,
– ergibt die Summe der Abstände zwischen jedem sich gegenüberliegenden Flächenpaar wesentlich λ₀/2, wobei λ₀ die Wellenlänge des Gases ist,
– umfassen die Mittel zur Begrenzung der Haftung mechanische Anschläge, die formschlüssig mit der einen und/oder der anderen der sich gegenüberliegenden Flächen verbunden sind,
– sind die Mittel zur Begrenzung der Haftung aus angemessenen Bezügen gebildet, die auf der einen und/oder der anderen der sich gegenüberliegenden Flächen aufgetragen sind,
– sind die Mittel zur Begrenzung der Haftung durch eine der einen und/oder der anderen der sich gegenüberliegenden Flächen verliehenen, im Voraus bestimmte Rauheit gebildet,
– sind die Flächen mit einer reflexmindernden Schicht überzogen,
– ist die elektromagnetische Strahlung vorzugsweise optisch.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Gaskonzentration, welche Folgendes umfasst:
– eine elektromagnetische Strahlungsquelle mit Gaswellenlängen-selektiver Absorption,
– eine das besagte Gas enthaltende Zelle, die von der Strahlung durchquert wird,
– einen Filter, der die filtrierte Strahlung empfängt, deren spektrale Dichte vom Gas modifiziert worden ist,
– einen die filtrierte Strahlung empfangenden Filter, welcher die Energie der besagten Strahlung misst,
– und Mittel zur Bestimmung der Gaskonzentration an Hand von zwei Energiemessungen, von denen eine als Richtwert dient,
dadurch gekennzeichnet, dass der Filter die voranstehend beschriebenen Merkmale besitzt.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Anwendungsmethode eines Filters, welche die in dem ersten Patentanspruch aufgeführten Merkmale besitzt, wonach man mindestens eine der sich gegenüberliegenden Flächen bis zu einer Endstellung verschiebt, in der die besagte sich gegenüberliegenden Flächen in einem schwachen Abstand, vor der durchschnittlichen Wellenlänge der Strahlung, die sie durchquert, voneinander liegen und man dann die besagte Fläche von dieser Endstellung beabstandet.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, welche als nicht begrenzendes Beispiel aufgeführt wird, hervor und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, auf denen:
die 1a die spektrale Verteilung der Strahlung aus der Gaszelle darstellt,
die 1b die spektrale Übertragung des Filters aus der Patentschrift EP 0 608 049 für eine auf die Gaswellenlänge λ₀ abgestimmte Stellung darstellt,
die 1c die von dem Detektor gemessene Energie darstellt, wenn der Filter in der Stellung aus der 1b ist,
die 1d die spektrale Übertragung des Filters aus der Patentschrift EP 0 608 049 für eine der Gaswellenlänge λ₀ gegenüber versetzten Stellung welche aber auf die Wellenlänge λ₁ eines Absorptionsstreifens eines Parasitgases (Interferenten) abgestimmt ist,
die 1e die vom Detektor gemessene Energie darstellt, wenn der Filter in der Stellung aus der 1d ist,
die 2 eine Sicht einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Gaskonzentration mit einem erfindungsgemäßen Filter ist,
die 3a die spektrale Übertragung des erfindungsgemäßen Filters für eine Stellung, die auf die Wellenlänge λ₀ des Gases abgestimmt ist.
die 3b die von dem Detektor gemessene Energie darstellt, wenn der erfindungsgemäße Filter in der Stellung der 3a ist,
die 3c die spektrale Übertragung des erfindungsgemäßen Filters für eine der Wellenlänge λ₀ des Gases gegenüber versetzten Stellung darstellt,
die 3d die vom Detektor gemessene Energie darstellt, wenn der Filter in der Stellung aus der 3c ist,
die 4 ein Schnitt eines Filters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
die 4a und 4c Teilsichten des Filters gemäß 4 in Betrieb sind,
die 4b eine Teilsicht einer Ausführungsvariante des Filters auf den 4 und 4a dargestellten Filters in Betrieb ist,
die 4d ein Schnitt eines Filters gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der in der 4 dargestellten Ausführungsform ist,
die 5 ein Schnitt eines Filters gemäß einer zweiten Ausführungsform ist,
die 5a eine Teilsicht des Filters aus der 5 in Betrieb ist,
die 5b und 5c Teilsichten einer Ausführungsvariante des Filters aus der 5 in Betrieb sind,
die 5d ein Schnitt des Filters aus der 5 gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist,
die 6 eine Sicht eines Filters gemäß einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung ist,
die 6a eine Teilsicht des Filters aus der 6 in Betrieb ist,
die 6b eine Sicht einer Ausführungsvariante des Filters aus der 6 in Betrieb ist.
Wie in der 2 durch die Ziffer 10 allgemein bezeichnet, umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Gases wie Methan eine Quelle für elektromagnetische Strahlung 12, welche beispielsweise eine optische Quelle ist.
Diese Quelle 12 ist beispielsweise eine Infrarotlampe, die eine Strahlung der Wellenlänge λ₀ = 3,35 μm ausstrahlt. Die Länge entspricht einer der Absorptionsstreifen des gewählten Gases. Die Quelle weist eine spektrale Verteilung im Wellenlängenbereich [2 ; 4μm] auf .
Die Vorrichtung 10 weist ebenfalls eine Zelle 14 mit einem Gas mit einer vorgegebenen Konzentration auf. Die in 1 durch den waagerechten Pfeil dargestellte Strahlung durchquert die Zelle 14 und absorbiert das Gas auf selektive Weise.
Am Ausgang der Zelle 14 weist die Strahlung eine spektrale Dichte auf, die durch die Anwesenheit von durch das Zusammentreffen mit dem Gas bewirkten Absorptionspieks modifiziert ist.
Ein Filter 16 der banddurchlässigen Art empfängt diese Strahlung und überträgt sie an einen Detektor 18, welcher ihre Energie misst, und der beispielsweise ein Bolometer sein kann.
Die vom Detektor gemessene Energie drückt sich folgendermaßen aus
wobei [λa, λb] die spektrale Breite der Quelle 12 darstellt, |₀(λ) die Energie der von der Quelle 12 ausgestrahlten Strahlung, T_g(λ) der vom Gas bewirkte Übertragungskoeffizient und T_f(λ) der Übertragungskoeffizient des Filters ist.
Der erfindungsgemäße Filter 16, ein Fabry-Perot Interferometer in der 4 dargestellt, wird benutzt, um eine erste Messung S'₀ vorzunehmen, die repräsentativ der Gaskonzentration (3b) ist. In dieser Stellung ist der Filter völlig auf die Wellenlänge des Gases λ₀ abgestimmt, wie in der 3a dargestellt. Der Filter wird dann in einer zweiten Stellung benutzt, um eine zweite Messung S₂ vorzunehmen, welche als Richtwert gilt. In dieser Stellung ist der Filter der Wellenlänge des außerhalb des Spektrums der Quelle 12 befindlichen Gases gegenüber versetzt, und der Filter befindet sich in einer Stellung für welche die spektrale Übertragung mit durchgehenden Linien in der 3c dargestellt ist.
In dieser Figur stellen die gestrichelten Linien die spektrale Verteilung der optischen Strahlung von der Gaszelle dar, welche also zwei Absorptionspieks erfahren hat, einen, welcher der Wellenlänge λo des Gases, dessen Konzentration zu bestimmen ist entspricht, und den anderen der Wellenlänge λ₁ eines im Gas vorhandenen Interferenten entspricht.
Es stellt sich also heraus, dass der Wert der spektralen Übertragung des Filters zwischen den Streifen durch die Erfindung erheblich erhöht worden ist, im Vergleich zu dem in der Patentschrift EP 0 608 049 beschriebenen Filter.
Es wird also deutlich, dass bei der in 3d dargestellten vom Detektor 18 gemessenen Energie S₂ (schraffierter Bereich) in dieser „versetzten Stellung" des Richtfilters, das Verhältnis Si/S₁ viel schwacher ist als das Verhältnis Si/S₁ für den aus der 1e (bisheriger Stand der Technik), wobei Si die vom Interferenten bewirkte Energie darstellt, von dem ein Absorptionsstreifen eine Wellenlänge λ₁ aufweist. Dieses bedeutet, dass in dem Fall der 3d der Einfluss des Interferenten erheblich verringert ist, und dass die Gaskonzentration durch die Lösung der folgenden Gleichung erhalten wird: S'o/S2= (A + Bx) / (C + Dx) und hiermit viel genauer bestimmt wird als im bisherigen Stand der Technik.
Wie in der 4 dargestellt, besteht der Filter 16 aus der 2 aus einem Körper 20, welcher einen ersten durch eine Membran 22 gebildeten wesentlich kreisförmigen Abschnitt aufweist. Der Körper weist ebenfalls einen zweiten Abschnitt 24 auf, welcher eine allgemein zylinderförmige Halterung bildet.
Die Membran 22 wird mittels eines peripheren Umschlags 26 der besagten Halterung 24 an die Halterung 24 befestigt.
Die Membran 22 und die Halterung 24 besitzen zwei Flächen 22a und 24a, die sich jeweils gegenüberliegen und welche einen Hohlraum 28 der Dicke e₀ zwischen einander bestimmen.
Diese Flächen sind wesentlich flach und parallel zueinander.
Der Hohlraum 28 enthält zum Beispiel ein Medium, welches keine spektrale Interferenz mit dem Gas, dessen Konzentration zu bestimmen ist, bildet.
Das Medium ist beispielsweise Argon oder ein anderes neutrales Gas, oder gar eine Flüssigkeit.
Der Hohlraum kann auch luftleer gemacht werden. Die Membran 22 ist der Halterung 24 gegenüber in einer zum gegenüberliegenden Flächenpaar 22a, 24a senkrechten Richtung beweglich.
Die optische Strahlung mit einer wie in 3a gezeigten spektralen Verteilung ist durch einen senkrecht zur Membran 22 gerichteten Pfeil dargestellt. Der Körper 20 ist für die gewählte optische Strahlung durchlässig und ist beispielsweise aus Silizium hergestellt.
Ein solcher Filter kann beispielsweise auf eine in der Patentschrift EP 0 608 049 beschriebene Weise erhalten werden, was die Hauptschritte der Herstellung betrifft.
Die Fläche 22a der Membran ist mit mechanischen Anschlägen 30 versehen, die beispielsweise wie im Artikel „Low drift integrated capacitive accelerometer with PLL servo technique" von Y. Matsumoto und M. Esashi aus dem „The 7th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators" beschrieben ist.
Diese Anschläge dürfen vor der Wellenlänge λ₀ des Gases, wenn sie sich in aktiven Bereich des Filters befinden, nicht hoch sein, aber es ist auch möglich, sie außerhalb dieses Bereiches zu platzieren. Die Anschläge sind beispielsweise 0,7·1,0^–3 mm hoch und aus einem Stoff wir SiON gebildet.
Um Anschläge aus einem Stoff wie SiON oder SiO₂ auf der Fläche 22a beispielsweise aus Silizium herzustellen, kann beispielsweise auf folgende Weise vorgegangen werden.
Auf chemischen Wege der Art CVD (Chemical Vapor Deposition) wird auf die Fläche 22a eine Schicht SiON oder SiO₂, die etwa 2 μm dick ist, aufgetragen, und anschließend wird eine Schicht lichtempfindlichen Harzes (PPMA), so wie eine optische Photogravüremaske aufgetragen, wodurch nach Aussetzung an einem ultravioletten Licht und herkömmlicher chemischer Entwicklung, der Harz so strukturiert werden kann, dass der Harz nur an den Stellen, wo man Anschläge bilden will, verbleibt.
Indem diese Bereiche geschützt werden, und durch eine chemische Gravüre mittel einer HF-Lösung, zum Verhältnis 7 : 1 mit Wasser verdünnt, wird der Stoff SiON oder SiO₂ außerhalb des Bereiches, wo man Anschläge erwünscht, entfernt.
Eine herkömmliche Reinigung ermöglicht das Entfernen des verbleibenden Harzes rechts von den zukünftigen Anschlägen.
Eine weitere lichtempfindliche Harzschicht (PPMA) wird auf die Fläche aufgetragen, so wie eine optische Photogravüremaske, wodurch nach Aussetzung und Entwicklung, der Harz rechts von den Anschlägen strukturiert werden kann, und der Harz nur außerhalb dieser Stellen verbleibt.
Indem diese Bereiche geschützt werden und durch eine chemische Gravüre mittels einer HF-Lösung, die der voranstehenden gleicht, wird eine ausreichende Dicke des Stoffes SiON oder SiO₂ rechts von den Anschlägen entfernt, um eine Endhöhe von 0,7·1,0^–3 mm zu erzielen.
Der verbleibende Harz wird dann durch eine herkömmliche Reinigung entfernt.
Die Flächen 22a und 24a werden durch die von einem elektromagnetischen Feld bewirkte Bewegung der Membran 22 in Kontakt gebracht. In dem in der 4 dargestellten Beispiel handelt es sich um ein elektrostatisches Feld, welches durch den Unterschied des den Flächen 22a und 24a mittels einer Spannungsquelle 32 beaufschlagten Potentials, so wie eine Batterie gebildet ist.
Da Silizium elektrisch leitend ist, brauchen keine strahlendurchlässige Elektroden auf jeder Fläche angebracht werden. Allerdings müssen die Membran 22 und die Halterung 24 elektrisch isoliert werden, aber das ist in den Figuren nicht dargestellt.
Unter der Wirkung einer Spannung nähert sich die Fläche 22a der Fläche 24a durch eine kapazitive Wirkung und kommt mit dieser mittels der Anschläge 30 in Kontakt, wie in 4a dargestellt. In dieser Stellung der Membran 22 ist der Filter mechanisch stabil und kann bei Betrieb mechanischen Vibrationen gegenüber unempfindlich sein.
Ferner, wie schon vorher erwähnt, ist der Filter in dieser Stellung parallel verschoben mit Bezug auf die Wellenlänge λ₀ des Gases und man erhält das Spektrum bei Übertragung des Filters, wie mit durchgehenden Linien in der 3a dargestellt ist;
Der so positionierte Filter weist eine hohe Unempfindlichkeit den Interferenten gegenüber auf, wodurch eine im Vergleich zur bisherigen Technik zuverlässige Richtenergie S₂ (3d) erzielt werden kann, und somit eine bessere Genauigkeit der bestimmten Gaskonzentration.
Aufgrund der Anwesenheit der Anschläge 30 können die Flächen 22a und 24a auf der molekularen Ebene nicht aneinander haften, und eine „Verklebung" dieser Flächen durch die Bildung von chemischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Molekülen der Flächen verursachen.
Es sei bemerkt, dass bei dem erfindungsgemäßen Filter keine möglichst schwache spektrale Übertragung außerhalb der Streifen erzielt werden soll, wie die 3a im Vergleich zur 1b der bisherigen Technik bezeugt.
Tatsächlich ist es bekannt bei den Interferenten des Fabry-Perot Typs, möglichst dünne Streifen und einen möglichst schwachen Übertragungswert zwischen den besagten Streifen zu erzielen, um interferierende Wellenlängen außerhalb dieser Streifen zu vermeiden.
Wenn der Potentialunterschied aufgehoben ist, kann die Membran 22 ihre Ausgangsstellung wieder einnehmen.
Es ist auch möglich, die Haftung zwischen den Flächen 22a und 24a zu begrenzen, indem man der einen oder der anderen der besagten Flächen oder gar beiden eine vorbestimmte Rauheit verleiht, dessen Reliefhöhe geringer sein muss als die der Wellenlänge λ₀.
Es ist auch denkbar, die Fläche(n) mikroskopisch zu modifizieren, um die Bildung von molekularen Verbindungen bei Kontakt der Flächen zu verhindern.
Dies kann beispielsweise durch die ionische Einpflanzung von Stickstoff auf einer Dicke von einigen zehnen Nanometern mit einer Ionendosierung von etwa 10¹⁵ Ionen/cm² erfolgen.
Die in Kontakt zu bringenden Flächen können auch noch mit angepassten Stoffen bezogen werden, um die Haftung wie in der Variante der 4b dargestellt zu verringern. Beispielsweise ist eine Schicht mit einer Dicke zwischen 500 und 1000 A eines Stoffes wie Gold für diese Anwendung angebracht.
In der 4b sind die Abmessungen bewusst übertrieben, um die Schicht 34 des Stoffes zu erkennen. Eine solche Schicht kann beispielsweise durch eine bekannte Technik wie kathodische Pulverisierung oder durch elektrolytischen Niederschlag aufgetragen werden.
Die Flächen können auch durch ein hohes Arsendopen behandelt werden.
Es ist auch möglich, die in Kontakt zu bringenden Flächen mit n-Alkyltrichlorsilan zu überziehen, indem sie in eine Lösung eingetaucht werden in welcher die n-Alkyltrichlorsilan Moleküle in einer hexadekanen Lösung in eine von 10^–3 bis 10^–2 Mol/l reichende Konzentration gelöst sind. Ein solches Produkt wird beispielsweise von der Firma ALDRICH vertrieben.
Wenn die Membran in ihrer Ausgangsstellung (Dicke e₀) ist, wird eine Energiemessung S'₀ der vom Filter übertragenen Strahlung vorgenommen. Die Dicke e₀ wird so errechnet, dass der Streifen des Filters sich in der in 3a dargestellten spektralen Übertragung entsprechenden Stellung befindet. Diese Dicke ist also so gewählt, dass sie λ₀/2 ergibt.
Die 4c stellt eine Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Filters dar, in der die Spannung zwischen der Membran 22 und der Halterung 24 so eingestellt ist, um eine im Vergleich zu e₀ verringerte Dicke zu erzielen.
So kann man sich genau auf den Absorptionsstreifen eines anderen Gases positionieren, wodurch dank des zuverlässigen Richtwertes der Energie S₂ die Konzentration dieses anderen, im Gemisch vorhandenen Gases mit im Vergleich zur bisherigen Technik verbesserter Genauigkeit bestimmt werden kann.
Um eine bessere Auflösung der Gaskonzentration zu erzielen, als was in den 4, 4a, 4b, 4c gekennzeichnet ist, werden die Flächen 22b, 24b, die jeweils gegenüber von den Flächen 22a, und 24a sind, so behandelt, dass sie die optische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Dazu ist es bekannt, auf jede der Flächen 22b und 24b eine Reflexminderungsschicht, beispielsweise aus SiO₂ oder Si₃N4 aufzutragen. Es ist auch möglich, das Silizium, woraus die Fläche 22b der Membran 22 und 24b der Halterung 24 bestehen, zu dopen, um den Brechungswert des Stoffes dem der umgebendenden Luft anzupassen.
Eine Reflexminderungsschicht wird auf bekannte Weise ausgebildet durch die Ablage einer optischen Dicke von λ₀/4 eines Stoffes mit einer Zahl, die der Quadratwurzel der Siliziumzahl gleicht.
Es sei bemerkt, dass man, anstatt ein elektrisches Feld zur Verschiebung der Membran herzustellen, ein magnetisches Feld bilden kann, indem eine Spule auf der Halterung 24 angeordnet wird und in der Nähe ein Magnet auf der Fläche 22a der Membran.
Die Membran kann auch ein piezoelektrisches Element sein.
In diesem Fall kann der Filter beispielsweise nach der Lehre des Artikels „ Silicium pressure sensors using a wafer bonded sealed cavity process" von Lalitha Parameswaran, Andrew Mirza, Wendy K. Chan und Martin A. Schmidt aus „The 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, and Eurosensors IX Stockholm, Schweden, June 25–29, 1995 S. 582" hergestellt werden.
Es ist unabdingbar, obwohl es in den Figuren nicht dargestellt ist, dass die Membran und die Halterung elektrisch isoliert sind, beispielsweise durch isolierende Oxydbereiche.
Die 4d stellt eine Ausführungsvariante des Filters der 4 dar. Ein solcher Filter ist strukturmäßig in der Patentschrift FR 2 701 564 beschrieben, wo die Struktur die eines kapazitiven Drucksensors ist.
Der in der 4d dargestellte Filter umfasst einen Körper, der aus zwei sich gegenüberliegenden Abschnitten besteht, wobei einer beweglich ist und die Membran 35 bildet und der andere fest ist und die Halterung 36 bildet, wobei beide von einander elektrisch durch einen peripheren Verbindungsrahmen 37 isoliert sind. Die Beweglichen 35 und festen 36 Abschnitte bestimmen durch ihre sich jeweils gegenüberliegenden Flächen 35a und 36a einen mittigen Hohlraum 38 von einer wesentlich konstanten Dicke, der mit einem peripheren Hohlraum 39 verbunden ist.
Die Hohlräume sind beispielsweise mit einem Gas gefüllt, das spektral nicht mit dem zu analysierenden Gas interferiert, beispielsweise ein neutrales Gas wie Argon.
Die Fläche 35a ist mit Anschlägen versehen, die denen mit Bezug auf 4 gleichen. Ferner sind die äußeren Flächen 35b und 36b beispielsweise mit reflexmindernden Schichten aus SiO₂ versehen Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den 5 und 5a dargestellt.
Der Filter 40 der 5 wird beispielsweise nach der Lehre der Patentschrift FR 2 698 447 hergestellt. In dieser Ausführungsform umfasst der Filter 40 einen Körper 42 aus Silizium mit einem ersten beweglichen, zwischen zwei festen Abschnitten 46, 48 befindlichen Abschnitt 44.
Jeder feste Abschnitt ist als eine elektrisch isolierte Membran des beweglichen Abschnittes ausgebildet.
Der bewegliche Abschnitt 44 ist mit dem Körper 42 durch einen Arm 50 verbunden.
Der somit gebildete Filter weist zwei sich gegenüberliegende Flächenpaare auf, die wesentlich flach und parallel zueinander sind, wobei ein erstes Flächenpaar 44a und 46a um die Dicke e₁ beabstandet ist und ein zweites Flächenpaar 44b und 48a um die Dicke e₂ beabstandet ist.
Jedes sich gegenüberliegende Flächenpaar bildet ein Fabry-Perot Interferometer.
Diese Flächen sind beispielsweise durch ein nicht mit dem zu analysierenden Gas interfierendes Medium getrennt, wie zum Beispiel Argon oder ein anderes neutrales Gas oder gar Luftleere.
Der erste Abschnitt 44 kann sich in einer zu den sich gegenüberliegenden Flächen 44a, 46a, 44b, 48a senkrechten Richtung verschieben, welche der Richtung, in welcher sich die optische Strahlung verbreitet, entspricht, durch den nach unten verlaufenden senkrechten Pfeil symbolisiert.
Zwei Spannungsquellen 52 und 54 sind vorgesehen, um die Verschiebung des ersten Abschnittes 44 zu bewirken, zur Membrane 46 bzw. zur Membran 48, mit Spannungen von beispielsweise einigen Volt, wobei dieser Wert in Abhängigkeit von der Steifheit des ersten Abschnittes variieren kann.
Der erste Abschnitt 44 ist auf seinen gegenüberliegenden Flächen 44a und 44b je mit mechanischen Anschlägen 56 und 58 versehen, die es ermöglichen, die Haftung zwischen den Flächenpaaren 44a, 46a, 44b, 48a zu begrenzen. Diese Anschläge werden auf vorstehend beschriebene Weise erhalten.
Wie in der 5a dargestellt, kommen die Flächen 44a und 46a mittels der Anschläge 56 in Kontakt, wobei sie somit eine mechanisch stabile Stellung bestimmen, wobei die Richtstellung durch den ersten, zwischen den beiden anderen Abschnitten angeordneten Abschnitt gegeben ist.
Nach einer Ausführungsvariante in den 5 und 5a dargestellt, sind die sich gegenüberliegenden Flächen 44b, 48a so behandelt, dass sie die optische Strahlung quasi ohne optische Rückstrahlung übertragen.
Reflexmindernde Schichten 60, 62 aus SiO₂ sind beispielsweise auf die jeweiligen Flächen 44b und 48a (5b) aufgetragen. weitere Behandlungen, so wie die voranstehend mit Bezug auf die 4 und 4a bis c erwähnten Behandlungen sind auch denkbar.
Gleicherweise sind die jeweils den Flächen 46a und 48a gegenüberliegenden Flächen 46a und 48b mit reflexmindernden Schichten 64, 66 versehen.
Wenn der erste Abschnitt 44 die Stellung der 5b einnimmt, befindet sich der Filter in einer stabilen, sogenannten Richtstellung (3c) und aufgrund der reflexmindernden Schichten 60, 62, 64, 66 weist der Filter eine wesentlich konstante spektrale Übertragung auf.
Wenn der erste Abschnitt 44 die Stellung der 5c einnimmt, befindet der Filter sich in einer Messstellung, die mechanisch stabil ist, und auch nicht in einer Richtstellung.
Indem die vom Detektor 18 erhaltene Strahlungsenergie in jeder dieser Stellungen gemessen wird, erhält man einen besseren Kontrast und also eine bessere Auflösung der Gaskonzentration als bei den Filtern aus den 5 und 5a.
5d beschreibt eine Ausführungsvariante des in den 5 und 5a dargestellten Filters.
Die Kennzeichnungen tragen eine mit 1 vorangehende Nummer und die schon mit Bezug auf 5 beschriebenen Elemente werden im Folgenden nicht noch einmal aufgeführt. Der Filter umfasst einen Körper 142 mit einem beweglichen Abschnitt 144, der eine bewegliche Elektrode aus Silizium bildet und zwei feste Abschnitte 146 und 148 aus Glas, welche die bewegliche Elektrode umrahmen.
Die beiden festen Abschnitte 146 und 148 sind voneinander durch ein Teil 149 aus Silizium getrennt, welches eine Querverbindung bildet und als Halterung für die bewegliche Elektrode 144 dient.
Das Herstellungsverfahren einer solchen Struktur wird im Artikel „Highly reliable silicon micro-machined physical sensors in mass production" von Takao Sasayama, Seikoo Suzuki, Shigeki Tsuchitani, Akira Koide, Masayoschi Suzuki, Terum Nakazawa und Norio Ichikawa aus „The 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators and Eurosensors IX in Stockholm Schweden, June 25–29, 1995 S. 688" beschrieben.
Die bewegliche Elektrode 144 ist mit Anschlägen versehen.
Jeder feste Abschnitt 146 und 148 ist jeweils auf der Seite 146a und 148a mit einer festen, halbdurchlässigen Elektrode 150, 151 versehen, welche den entsprechenden Seiten der beweglichen Elektrode 144 gegenüberliegt.
Diese festen Elektroden 150, 151 sind jeweils an eine nicht dargestellte Spannungsquelle angeschlossen.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, in den 6 und 6a dargestellt, umfasst der Filter 70 einen Körper 72 aus zwei beweglichen Abschnitten 74, 76 bestehend, die Membrane sind, welche beidseitig des als feste Halterung gebildeten mittigen Abschnittes 78 montiert sind.
Diese Ausführungsform wird erhalten, indem der Filter aus der 4 mit Bezug auf seine waagerechte Grundlinie symmetrisch ausgebildet ist.
Ein Herstellungsverfahren, welches dem mit Bezug auf 4 gleicht, wird auf beiden Seiten eines Siliziumplättchens eingesetzt, um den optischen Filter aus der 6 zu erhalten.
Das in der Patentschrift FR 2 701 564 beschriebene Herstellungsverfahren und auf beiden Seiten eines Siliziumplättchens eingesetzt, würde es ermöglichen, den in der 4 dargestellten Filter zu erhalten, so wie seine Symmetrie mit Bezug auf die waagerechte Grundlinie der Halterung 36. Ein solcher Filter entspricht ebenfalls einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Dieser Filter umfasst zwei sich gegenüberliegende Flächenpaare 76a, 78a und 74a, 78b, die wesentlich flach und parallel zu einander sind.
Die Flächen 74a und 78b (bzw. 76a und 78a) bestimmen miteinander einen mit einem Gas wie Argon gefüllten Hohlraum und sind von einander um die Entfernung e₁ (bzw. e₂) beabstandet.
Anschläge 80 (bzw. 82) sind formschlüssig mit der Fläche 74a (bzw. 76a) der Membran 74 (bzw. 76) verbunden, um die Haftung der Flächen zu begrenzen, wenn diese mittels dieser Anschläge in Kontakt treten.
Diese Anschläge können auch formschlüssig mit den Flächen des mittigen Abschnitts 78 verbunden sein.
In dieser Stellung der Membrane sind die Dicken e₁ und e2 gleich λ₀/4, wobei λ₀ die maximale Absorptionswellenlänge des Gases ist (3a).
Tatsächlich übertragen die vom Filter ertragenen mechanischen Vibrationen der Membran dieselbe Bewegung, auch wenn die Membrane bewegungsfrei sind, wenn der Filter völlig symmetrisch ist, wodurch die vom Filter übertragene Strahlungsenergiemessung in dieser Stellung kaum von diesen Vibrationen beeinflusst wird.
Es sei bemerkt, dass die Stellung aus der 6 eine mechanisch stabile Stellung ist, unabhängig von den Dicken e₁ und e₂.
Indem gleichzeitig jedem sich gegenüberliegenden Flächenpaar eine starke Spannung beaufschlagt wird, (jedes Flächenpaar voneinander elektrisch isoliert), werden die Flächen 74a und 76a der Membrane 74 und 76 jeweils in Kontakt mit den sich gegenüberliegenden Flächen 78b und 78a der Halterung 78 mittels der Anschläge 80 und 82 (6a) gebracht.
Die in der 5 dargestellten Spannungsquellen sind auf den 6, 6a und 6b nicht dargestellt. Die 6a veranschaulicht diese vollkommen stabile Richtstellung des Filters.
Die 6a veranschaulicht eine Ausführungsvariante, in welcher reflexmindernde Schichten 84, 86, 88, und 90 auf die jeweiligen Flächen 74b, 76b, 76a und 78a aufgetragen wurden, um nur ein Fabry-Perot Interferometer aktiv zu lassen, nämlich das, welches aus den sich gegenüberliegenden Flächen 74a und 78b besteht.
Es sei bemerkt, dass die Dicke zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen 74a und 78b λ₀/2 ergibt.
Diese Variante ermöglicht es, den selben Kontrast wie beim Filter der 6 und 6a zu erhalten und somit eine gleiche Auflösung bei der Bestimmung der Gaskonzentration.

Claims

Fabry-Perot Filter (16 ;40) für eine elektromagnetische Strahlung mit einer spektralen durch Gas modifizierten Dichte, mit einem Körper (20 ; 42), der zumindest in seinem von der Strahlung durchquerten Teil durchlässig für die besagte elektromagnetische Strahlung ist, wobei der besagte Teil mindestens zwei Abschnitte umfasst, welche zwei sich gegenüberliegende, wesentlich flache und zueinander parallele Flächen (22a ; 24a ; 44a ; 46a) aufweist, welcher zwischen sich einen Hohlraum (28) mit einer Dicke e₀ bestimmen, der einer ersten, sogenannten Endstellung der beiden gesagten Flächen entspricht, wobei einer der besagten Abschnitte, erster Abschnitt genannt (22; 44) in einer zu dem sich gegenüberliegenden Flächenpaar (22a ;24a ;44a ; 46a) wesentlich senkrechten Richtung beweglich ist und Mittel (32, 52–54), um die besagten sich gegenüberliegenden Flächen (22a ;24a) zwischen zwei Stellungen unter der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter ferner Mittel (30, 56) zur Begrenzung der Haftung zwischen diesen Flächen in der zweiten Endstellung, in welcher die besagten Flächen in einem schwachen Abstand vor der durchschnittlichen Wellenlänge der sie durchquerenden Strahlung von einander sind.
Filter nach dem Anspruch 1, in dem jeder Abschnitt (22,24) eine Fläche (22b, 24b) besitzt, welche gegenüber von der Fläche (22a,24a) des Abschnittes, der Teil des sich gegenüberliegenden Flächenpaars ist, und wobei die besagen gegenüberliegenden Flächen (22b,24b) der beiden Abschnitte so behandelt sind, dass sie die elektromagnetische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Filter nach dem Anspruch 1 oder 2, mit einem dritten Abschnitt (48) des Körpers, welcher eine Fläche (48) besitzt, die sich gegenüber von der Fläche (44b) des ersten Abschnittes befindet, welche der Fläche (44a) des besagten ersten Abschnittes gegenüberliegt, welcher Teil des ersten sich gegenüberliegenden Flächenpaars (44a,46a) ist, wobei die sich gegenüberliegenden Flächen (44b,48a) des ersten und dritten Abschnittes ein zweites sich gegenüberliegendes wesentlich flaches und zueinander paralleles Flächenpaar bilden.
Filter nach dem Anspruch 3, mit Mitteln (54), um die besagte gegenüberliegende Fläche (44b) des besagten ersten Abschnittes (44) und die gegenüberliegende Fläche (48a) des dritten Abschnittes (48) zwischen zwei Endstellungen unter der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes zu verschieben, und mit Mitteln (58), um die Haftung zwischen diesen Flächen in mindestens einer dieser Stellungen zu begrenzen.
Filter nach den Ansprüchen 3 und 4, in dem die sich gegenüberliegenden Flächen (44b, 48a) der ersten und dritten Abschnitte so behandelt sind, dass sie die elektromagnetische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Filter nach den Ansprüchen 3 bis 5, in dem die zweiten (46) und dritten (48) Abschnitte jeweils eine Fläche (46b, 48b) besitzen, die der Fläche (46a, 48a) des besagten entsprechenden Abschnittes, der Teil eines der sich gegenüberliegenden Flächenpaares ist, gegenüberliegt, und wobei die gegenüberliegenden Flächen (46b, 48b) der zweiten und dritten Abschnitte so behandelt sind, dass sie die elektromagnetische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Filter nach dem Anspruch 1 oder 2, mit einem dritten Abschnitt (76) eines Körpers mit einer Fläche (76a), welche sich gegenüber von der Fläche (78a) des zweiten Abschnittes (78) befindet, welcher der Fläche (78b) des besagten zweiten Abschnittes, der Teil des ersten, sich gegenüberliegenden Flächenpaares (74a, 78b) ist, gegenüberliegt, wobei die sich gegenüberliegenden Flächen (76a, 78a) der zweiten und dritten Abschnitte ein zweites, sich gegenüberliegendes, wesentlich flaches und zueinander paralleles Flächenpaar bilden, wobei der dritte Abschnitt (76) in einer zu den sich gegenüberliegenden Flächen senkrechten Richtung beweglich ist.
Filter nach dem Anspruch 7 mit Mitteln, um die Fläche des dritten Abschnittes und die dem zweiten Abschnitt gegenüberliegende Fläche zwischen zwei Endstellungen unter der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes zu verschieben, und mit Mitteln (82), um die Haftung zwischen diesen Flächen in mindestens einer der Stellungen zu begrenzen.
Filter nach dem Anspruch 7 oder 8, bei dem die sich gegenüberliegenden Flächen (76a,78a) der zweiten und dritten Abschnitte so behandelt sind, dass sie die elektromagnetische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Filter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die ersten (74) und dritten (76) Abschnitte jeweils eine Fläche (74b, 76b) besitzen, die dem entsprechenden Abschnitt gegenüberliegt, der Teil eines sich gegenüberliegenden Flächenpaares ist, und wobei die gegenüberliegenden Flächen (74b,76b) der ersten und dritten Abschnitte so behandelt sind, dass sie die elektromagnetische Strahlung quasi ohne Rückstrahlung übertragen.
Filter nach einem der Ansprüche 1, 4 und 8, bei dem die Mittel zur Bewegung der Flächen mindestens eine auf den besagten Flächen angebrachte Stromquelle (32 ;52 ;54) umfassen.
Filter nach dem Anspruch 11, bei dem die Flächen mit Elektroden versehen sind, welche an die Klemmen der Stromquelle angeschlossen sind.
Filter nach dem Anspruch 11, bei dem der die Abschnitte des Körpers bildende Stoff elektrisch leitend ist.
Filter nach dem Anspruch 3 oder 5, bei dem die Summe der Entfernungen, welche jeweils die sich gegenüberliegenden Flächenpaare trennen, wesentlich λ₀/2 beträgt, wobei λ₀ die Wellenlänge des Gases ist.
Filter nach dem Anspruch 1, bei dem die Mittel zur Begrenzung der Haftung mechanische Anschläge (30 ;56 ;58 ;80 ;82) umfassen, die formschlüssig mit der einen und/oder der anderen der sich gegenüberliegenden Flächen verbunden ist.
Filter nach dem Anspruch 1, bei dem die Mittel zur Begrenzung der Haftung durch angemessene Bezüge (34) gebildet sind, welche auf der einen und/oder der anderen sich gegenüberliegenden Fläche aufgetragen sind.
Filter nach dem Anspruch 1, bei dem die Mittel zur Begrenzung der Haftung durch eine der einen und/oder der anderen sich gegenüberliegenden Fläche vorbestimmte verliehene Rauheit gebildet sind.
Filter nach einem der Ansprüche 2, 5, 6, 9 und 10, bei dem die Flächen mit einer reflexmindernden Schicht (60, 62 64, 66) überzogen sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem die elektromechanische Strahlung vorzugsweise optisch ist.
Vorrichtung (10) zur Bestimmung einer Konzentration von mindestens einem Gas mit – einer elektromagnetischen Strahlungsquelle (12), welche eine den Wellenlängen von Gas gegenüber selektive Absorption aufweist, – einer Zelle (14), welche das besagte Gas enthält und von der Strahlung durchquert wird, – einem Filter (16 ;40) welcher die Strahlung empfängt, deren spektrale Dichte durch das Gas modifiziert worden ist, – einem Detektor (18) für die filtrierte Strahlung, welcher die Energie der besagten Strahlung misst, – und Mitteln, um die Konzentration des Gases an Hand von zwei Energiemessungen zu bestimmen, von denen eine als Richtwert dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (16;40) mit einem der Ansprüche 1 bis 19 übereinstimmt.