WO2021043461A1 - Interferometereinrichtung und verfahren zum herstellen einer interferometereinrichtung - Google Patents

Interferometereinrichtung und verfahren zum herstellen einer interferometereinrichtung Download PDF

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WO2021043461A1
WO2021043461A1 PCT/EP2020/068995 EP2020068995W WO2021043461A1 WO 2021043461 A1 WO2021043461 A1 WO 2021043461A1 EP 2020068995 W EP2020068995 W EP 2020068995W WO 2021043461 A1 WO2021043461 A1 WO 2021043461A1
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WO
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interferometer
fabry
detector device
spacer
base substrate
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PCT/EP2020/068995
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nicola Mingirulli
Christoph Schelling
Sonja Knies
Marc Schmid
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity

Definitions

  • the present invention relates to an interferometer device and a method for producing an interferometer device.
  • Miniaturized spectrometers with Fabry-Perot interferometers usually include spacers in order to arrange an FPI above a detector and to be able to make electrical contact with the detector below the FPI, but this is usually connected with additional openings in the spacers through which unfiltered light at the FPI can be scattered past on the detector, which can affect a signal-to-noise ratio.
  • EP 3 064912 A1 describes a light detector which comprises a wiring substrate, a Fabry-Perot interferometer and spacers between the Fabry-Perot interferometer and the wiring substrate in order to form a cavity for a photodetector.
  • the present invention provides an interferometer device according to claim 1 and a method for manufacturing an interferometer device according to claim 13.
  • the idea on which the present invention is based consists in specifying an interferometer device which comprises an improved spacer without openings to the surroundings of the interferometer device, so that scattered light or external light on a detector within the interferometer device can be reduced.
  • Such a spacer and the interferometer device resulting therefrom are advantageously characterized as being space-saving, cost-effective with few structural components and few manufacturing steps.
  • a small-scale component, in particular a filter element and / or spectrometer with a detector device shielded from scattered light, can be achieved by means of fewer components.
  • the interferometer device comprises a Fabry-Perot interferometer, which comprises at least two mutually spaced mirror devices and a substrate, the mirror devices each being arranged in parallel above the substrate and at least one of the mirror devices being movable, the Fabry-Perot interferometer having an optical area laterally within an edge region and is transparent in this optical region for light with a specific wavelength, the specific wavelength being adjustable by a first distance between the mirror devices; a base substrate which comprises at least one electrical conductor track; a spacer which is arranged on the base substrate and comprises a recess continuous through the spacer, the Fabry-Perot interferometer being arranged on the spacer and covering the recess and thus forming a cavity above the base substrate; and at least one detector device which is arranged in the cavity and is electrically contacted by means of the electrical conductor track, the Fabry-Perot interferometer with the optical region being arranged above the detector device.
  • the detector device can also be arranged partially or completely sunk into the base substrate, wherein the cavity can extend into the base substrate.
  • the base substrate can be produced as a printed circuit board (PCB), advantageously as a wiring substrate.
  • the spacer allows the cavity to be better protected from external contamination.
  • the spacer can advantageously completely encircle the cavity laterally and reduce or prevent the penetration of particles or dirt or films of dirt (e.g. from flux vapors) into the cavity, which can occur during subsequent steps in the manufacture of the interferometer device or during its operation or is present in the outside area of the interferometer device could be.
  • particles or dirt or films of dirt e.g. from flux vapors
  • the interferometer device With the interferometer device according to the invention, the most cost-effective, yet powerful spectrometer with the lowest 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 can distinguish 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 a few components.
  • the detector device comprises an active area at which the light of the specific wavelength can be detected, the active area being at least the same size as the optical area in plan view along an incidence direction of the light transmitted by the Fabry-Perot interferometer .
  • the electrical conductor track is arranged on the base substrate or extends at least partially embedded in the base substrate.
  • the electrical conductor track is arranged on an upper side of the base substrate facing the Fabry-Perot interferometer, and electrical contact between the detector device and / or the Fabry-Perot interferometer and the electrical conductor track is established via a contact wire.
  • the detector device comprises a first detector device and a second detector device, which are sensitive to different wavelength ranges and are arranged one above the other and / or next to one another.
  • the first detector device and / or the second detector device is fastened in the spacer.
  • the first detector device and the second detector device comprise a rectangular base area in plan view along a direction of incidence of the light transmitted by the Fabry-Perot interferometer, and the second detector device is at an angle in the range between 30 ° with respect to the first detector device in plan view and rotated 60 °.
  • the electrical conductor track comprises a first conductor track and a second conductor track and the first detector device is in electrical contact with the first conductor track and the second detector device is in electrical contact with the second conductor track in each case via a contact wire, the first and the second electrical conductor track electrically are separated from each other.
  • the cavity is laterally complete by the spacer, by the Fabry-Perot Interferometer completely and tightly sealed off from an environment from above and from below by the base substrate.
  • the interferometer device comprises an optical element which is arranged between the spacer and the Fabry-Perot interferometer, the optical element comprising an angle-restricting element and / or a filter.
  • the spacer comprises a light-absorbing coating on an inner wall of the recess.
  • the interferometer device comprises a protective element which is arranged between the spacer and the Fabry-Perot interferometer.
  • a base substrate with an electrical conductor track is provided; arranging at least one detector device on the base substrate, and electrically contacting the detector device with the electrical conductor track; arranging a spacer on the base substrate, which spacer comprises a recess that extends through the spacer, so that the detector device is arranged in the recess; and arranging a Fabry-Perot interferometer on the spacer so that the Fabry-Perot interferometer covers the recess and thus forms a cavity over the base substrate and wherein the Fabry-Perot interferometer comprises an optical region laterally within an edge region and in this optical area is permeable to light with a certain wavelength and is arranged with the optical area above the detector device.
  • the method can advantageously also be distinguished by the features already mentioned in connection with the interferometer device and their advantages, and vice versa. According to a preferred embodiment of the method, this is done
  • FIG. 1a shows a schematic side view of the interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 1b shows a schematic plan view of an interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention from FIG.
  • FIG. 2a shows a schematic side view of the interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2b shows a schematic plan view of an interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention from FIG. 2a;
  • FIG. 2b shows a schematic plan view of an interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention from FIG. 2a;
  • FIG. 3a shows a schematic side view of the interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3b shows a schematic plan view of an interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention from FIG. 3a;
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • 5 shows a schematic block diagram of method steps of a method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. La shows a schematic side view of the interferometer device according to an embodiment of the present invention.
  • the interferometer device 10 comprises a Fabry-Perot interferometer 1, which comprises at least two mutually spaced mirror devices (SP1; SP2) and a substrate 2, the mirror devices (SP1; SP2) each being arranged in parallel above the substrate 2 and at least one of the mirror devices (SP1; SP2) is movable, wherein the Fabry-Perot interferometer 1 comprises an optical area (OB laterally within an edge area RB and in this optical area OB for light with a certain wavelength (l ⁇ , l2, ..., lh) is permeable, the specific wavelength (l ⁇ , l2, ..., lh) being adjustable by a first distance between the mirror devices (SP1; SP2).
  • a Fabry-Perot interferometer 1 comprises at least two mutually spaced mirror devices (SP1; SP2) and a substrate 2, the mirror devices (SP1; SP2) each being arranged in parallel above the substrate 2 and at least one of the mirror devices (SP1; SP2) is movable
  • the interferometer device further comprises a base substrate 3, which comprises an electrical conductor track 5; a spacer 4, which is arranged on the base substrate 3 and comprises a recess A that passes through the spacer 4, the Fabry-Perot inter ferometer 1 is arranged on the spacer 1 and covers the recess A and thus forms a cavity K above the base substrate 3; and at least one detector device 6, which is arranged on the base substrate 3 and in the cavity K and is electrically contacted via the electrical conductor track 5, the Fabry-Perot interferometer 1 with the optical region OB being arranged above the detector device 6.
  • the interferometer device 10 can be a spectrometer module with a micromechanical Fabry-Perot interferometer.
  • the spacer is advantageously free of openings to the outside area of the interferometer device 10, which also applies to the cavity K when the interferometer device 10 is finished (FPI attached).
  • the Fabry-Perot interferometer 1 can be arranged on the base substrate 3, wherein the conductor track 5 can extend under the Fabry-Perot interferometer 1 into the recess A and at least outside the recess A can be covered by a non-conductive adhesive or lacquer , wherein the Fabry-Perot interferometer 1 can be arranged with the substrate 2 on the adhesive or lacquer.
  • the adhesive or lacquer can be located between the substrate 2 of the edge region RB and the conductor track 5 and / or the base substrate 3.
  • a contact wire 7 within the recess A, which can form a cavity above the detector device 6, can be guided from the conductor track 5 to an upper side of the detector device 6 facing away from the base substrate 3 within the cavity.
  • a further contact wire can be routed from the base substrate 3 to the Fabry-Perot interferometer (FPI) (for example on an upper side of the FPI facing away from the base substrate) from another conductor track (not shown) outside the cavity K.
  • FPI Fabry-Perot interferometer
  • the detector device 6 can be located within the cavity which is formed by the recess A and on an optical axis AA of the Fabry-Perot interferometer.
  • the FPI can be connected to the spacer 4 laterally all around or only in certain areas. If the FPI 1 is only firmly connected to the spacer 4 in some areas, the FPI 1 can nevertheless rest on the spacer 4 at these non-fixed points and seal the cavity K tightly from the surroundings. The loose fit can reduce mechanical stresses between the FPI and the spacer in these areas.
  • the base substrate can be designed as a printed circuit board, LTCC ceramic substrate (multilayer ceramic) or as a premold housing (prefabricated by injection molding).
  • the Fabry-Perot interferometer 1 can form in the lateral inner area an optical area OB which is suitable for the transmission of a light (outside light filtered depending on the mirror spacing).
  • the detector device 6 can advantageously comprise a contact area on its upper side facing away from the base substrate 3. Due to the recessed arrangement, contact via the contact wire 7 can be made possible at all and a small-scale component, in particular in height, can still be formed, and the Fabry-Perot interferometer 1 can also be better arranged on an optical axis above the detector device without the height of the To change the component significantly.
  • the cavity K can be closed laterally completely by the spacer 4 and completely and tightly from an environment by the Fabry-Perot interferometer 1 from above and by the base substrate 3 from below.
  • the FPI 1 can even have an exposed mirror area Al in the optical area OB, in other words a substrate recess Al in the substrate 2, within which at least one of the mirror devices of the FPI can be actuated by a light with a certain wavelength depending on the set distance between the mirror devices (l ⁇ , l2, ..., lh) to be able to transmit into the cavity.
  • the substrate recess Al can advantageously be arranged above the cavity K and its lateral extent can be smaller, equal to or larger than a lateral extent of the recess A.
  • the specific wavelength (l ⁇ , l2, ..., lh) can be determined by the distance between the Mirror devices are set.
  • the Fabry-Perot interferometer 1 By covering the cavity K with the Fabry-Perot interferometer 1, it can advantageously be prevented or reduced that unfiltered scattered light can hit the detector device from the environment. By reducing or avoiding the impact of unfiltered scattered radiation on the detector device, a signal-to-noise ratio of the interferometer device can be improved.
  • the interferometer device can be designed as a micromechanical component, advantageously as a microspectrometer, wherein the Fabry-Perot interferometer 1 can also be designed as a micromechanical component and can act as a filter that can be tuned in terms of wavelengths.
  • the interferometer device can also be designed as a module for further components and for integration into larger assemblies.
  • the substrate recess Al advantageously coincides laterally with the optical area OB.
  • Fig. Lb shows a schematic plan view of an interferometer device according to an embodiment of the present invention according to Fig. La.
  • the spacer 4 can enclose a frame or edge surrounding the cavity (recess A).
  • the interferometer device from FIG. 1 a is shown in plan view, in particular along a direction of incidence of light on the Fabry-Perot interferometer 1.
  • the optical area OB can be shaped as a circular area, as can the cavity K and the substrate recess in the substrate.
  • the shape of the cavity K and / or the recess A and / or the optical region OB can also deviate from a circular shape.
  • the detector device 6 can comprise an active area AB, on which the light of the specific wavelength (l ⁇ , l2, ..., lh) can be detected, the active area in plan view along an incidence direction L of the light transmitted by the Fabry-Perot interferometer 1 Area AB comprises at least the same size as the optical area OB can have.
  • the detector device 6 can comprise a rectangular base area in plan view along a direction of incidence of the light transmitted by the Fabry-Perot interferometer.
  • the optical area OB can extend laterally be smaller, for example circular, than the rectangular dimension of the detector device.
  • the area of the active area AB can be the same size or larger (not shown) than the optical area OB in order to be able to advantageously detect all of the light transmitted by the FPI.
  • the detector device 6 can advantageously be spaced laterally from the spacer 4 on all sides.
  • the active area can be a light-sensitive area of the detector device. In a plan view, a center point of the optical area OB can advantageously lie above a center point of the active area AB, so that optimal illumination of the active area AB and a maximum signal at the detector device 6 can be achieved.
  • FIG. 2a shows a schematic side view of the interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the spacer 4 can comprise a light-absorbing coating B on an inner wall IW of the recess A. This can advantageously face the detector device 6 and completely cover all inner walls IW. In this way, scattered light within the cavity K can be reduced.
  • the base substrate 3 can be embodied to be absorbent on at least one side facing the cavity K or be coated with an absorbent layer B (not shown). In this way, the background signal of the detector device 6 can be reduced and the signal-to-noise ratio can increase.
  • FIG. 2b shows a schematic plan view of an interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention according to FIG. 2a
  • the interferometer device of FIGS. 2a and 2b differs from that of FIGS. 1a and 1b only in that it has a light-absorbing coating B on the inner walls IW of the spacer 4, which advantageously completely laterally surrounds the detector.
  • 3a shows a schematic side view of the interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the interferometer device of Figure 3a differs from that of Figure la only in the arrangement of two detector devices in Figure 3a.
  • the detector device 6 can comprise a first detector device 6a and a second detector device 6b, which are sensitive to different wavelength ranges and can be arranged one above the other (and / or next to one another, not shown).
  • the first detector device 6a and / or the second detector device 6b can be fastened in the spacer 4, for example anchored with their edge area in the spacer and arranged with a central area below the optical area in the cavity K.
  • the electrical conductor track 5 can comprise a first conductor track 5a and a second conductor track 5b and the first detector device 6a can be electrically contacted with the first conductor track 5a and the second detector device 6b can each be electrically contacted with the second conductor track 5b via a separate contact wire 7, the first and the second electrical conductor track can be electrically separated from one another.
  • the spacer 4 can have a recess for at least one of the detector devices.
  • FIG. 3b shows a schematic top view of an interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention according to FIG. 3a
  • the first detector device 6a and the second detector device 6b can comprise a rectangular base area in plan view along a direction of incidence of the light transmitted by the Fabry-Perot interferometer, and the second detector device 6b can be at an angle in the range between 30 ° and Be rotated 60 °, for example by 45 °.
  • the detector devices can be better contacted with the base substrate by rotating them relative to one another, advantageously one above the other with contact wires from the same lateral side to the base substrate (FIG. 3a), which leads to additional Wiring levels in the spacer for the second detector or further detectors can be dispensed with.
  • the detector devices can be arranged laterally offset from one another. In the embodiment of FIG. 3b, the center point of each detector device in plan view can coincide with the center point of the optical region.
  • the second detector device 6b can advantageously be sensitive in a different spectral range than the first detector device 6a.
  • the first detector device 6a can comprise silicon and the second detector device 6b can comprise InGaAs (indium gallium arsenide) or vice versa.
  • InGaAs indium gallium arsenide
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the interferometer device of FIG. 4 differs from that of FIG. La only in the arrangement of a further element between the spacer 4 and the Fabry-Perot interferometer 1.
  • the further element can comprise an optical element 8, the optical element 8 being an angle-restricting element , for example for the radiation transmitted by the FPI, and / or a filter.
  • the optical element can for example comprise one or more lenses or a lens system.
  • the filter can be a band-pass filter, i.e. a long-pass or a short-pass filter.
  • the optical element can furthermore have a detection device (detection function, that is to say an element suitable for this).
  • the further element can, however, alternatively or additionally comprise a protective element 9, for example a protective layer for the Fabry-Perot interferometer 1. It is also possible for the optical element itself to assume this protective function. This can be advantageous for the robustness of the interferometer device 10, for example during its manufacture further element advantageously first be placed on the FPI (FPI chip) and then connect the FPI with the further element on the spacer 4.
  • a protective element 9 for example a protective layer for the Fabry-Perot interferometer 1.
  • the optical element itself to assume this protective function.
  • This can be advantageous for the robustness of the interferometer device 10, for example during its manufacture further element advantageously first be placed on the FPI (FPI chip) and then connect the FPI with the further element on the spacer 4.
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of method steps of a method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a base substrate with an electrical conductor track is provided S1; arranging S2 at least one detector device on the base substrate, and electrical contacting S3 of the detector device with the electrical one

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Interferometereinrichtung (10) umfassend 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 Fabry-Perot-Interferometer (1) einen optischen Bereich (OB) lateral innerhalb eines Randbereiches (RB) umfasst und in diesem optischen Bereich (OB) für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge (λ1, λ2,..., λn) durchlässig ist, wobei die bestimmte Wellenlänge (λ1, λ2,..., λn) durch einen ersten Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen (SP1; SP2) einstellbar ist; ein Basissubstrat (3), welches eine elektrische Leiterbahn (5) umfasst; einen Abstandshalter (4), welcher auf dem Basissubstrat (3) angeordnet ist und eine durch den Abstandshalter (4) durchgängige Ausnehmung (A) umfasst, wobei das Fabry-Perot-Interferometer (1) auf dem Abstandshalter (1) angeordnet ist und die Ausnehmung (A) abdeckt und somit eine Kavität (K) über dem Basissubstrat (3) bildet; und zumindest eine Detektoreinrichtung (6), welche in der Kavität (K) angeordnet ist und über die elektrische Leiterbahn (5) elektrisch kontaktiert ist, wobei das Fabry-Perot-Interferometer (1) mit dem optischen Bereich (OB) über der Detektoreinrichtung (6) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Interferometereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Interferometereinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung.
Stand der Technik
Miniaturisierte Spektrometer mit Fabry-Perot-Interferometern (FPI) umfassen üblicherweise Abstandshalter um ein FPI oberhalb eines Detektors anzuordnen und den Detektor unterhalb des FPIs elektrisch kontaktieren zu können, was jedoch meist mit zusätzliche Öffnungen in den Abstandshaltern verbunden ist, durch welche ungefiltertes Licht am FPI vorbei auf den Detektor gestreut werden kann, was ein Signal-Rausch-Verhältnis beeinflussen kann.
In der EP 3 064912 Al wird ein Lichtdetektor beschrieben, welcher ein Verdrahtungssubstrat, ein Fabry-Perot-Interferometer und Abstandshalter zwischen dem Fabry-Perot-Interferometer und dem Verdrahtungssubstrat umfasst um eine Kavität für einen Photodetektor zu bilden.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Interferometereinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung nach Anspruch 13.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Interferometereinrichtung anzugeben, welche einen verbesserten Abstandshalter ohne Öffnungen zur Umgebung der Interferometereinrichtung umfasst, so dass Streulicht oder Außenlicht auf einen Detektor innerhalb der Interferometereinrichtung verringert werden kann. Ein derartiger Abstandshalter und die daraus resultierende Interferometereinrichtung zeichnet sich vorteilhaft als platzsparend, kostengünstig mit wenigen Baukomponenten und wenigen Herstellungsschritten aus. Es kann mittels weniger Komponenten ein kleinskaliges Bauelement, insbesondere ein Filterelement und/oder Spektrometer mit einer gegen Streulicht abgeschirmten Detektoreinrichtung erzielt werden.
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 Fabry-Perot-Interferometer einen optischen Bereich lateral innerhalb eines Randbereiches umfasst und in diesem optischen Bereich für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge durchlässig ist, wobei die bestimmte Wellenlänge durch einen ersten Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen einstellbar ist; ein Basissubstrat, welches zumindest eine elektrische Leiterbahn umfasst; einen Abstandshalter, welcher auf dem Basissubstrat angeordnet ist und eine durch den Abstandshalter durchgängige Ausnehmung umfasst, wobei das Fabry-Perot-Interferometer auf dem Abstandshalter angeordnet ist und die Ausnehmung abdeckt und somit eine Kavität über dem Basissubstrat bildet; und zumindest eine Detektoreinrichtung, welche in der Kavität angeordnet ist und mittels der elektrischen Leiterbahn elektrisch kontaktiert ist, wobei das Fabry-Perot-Interferometer mit dem optischen Bereich über der Detektoreinrichtung angeordnet ist.
Die Detektoreinrichtung kann auch teilweise oder ganz versenkt in das Basissubstrat angeordnet sein, wobei sich die Kavität in das Basissubstrat hineinerstrecken kann. Das Basissubstrat kann als eine Leiterplatte (PCB), vorteilhaft als ein Verdrahtungssubstrat hergestellt sein.
Durch den Abstandshalter kann die Kavität besser vor Kontaminationen von außen geschützt werden. Der Abstandshalter kann vorteilhaft die Kavität lateral vollständig umlaufen und das Eindringen von Partikeln oder Schmutz oder Schmutzfilmen (etwa aus Flussmiteldämpfen) in die Kavität verringern oder verhindern, welche etwa bei Folgeschritten der Herstellung der Interferometereinrichtung oder während dessen Betriebs entstehen können oder im Außenbereich der Interferometereinrichtung präsent sein können. Durch das Verringern der Anwesenheit solcher Partikel oder Stoffe in der Kavität können Beeinträchtigungen der optischen Eigenschaften der Interferometereinrichtung oder der Mechanik des Fabry-Perot-Interferometers verringert oder vermieden werden.
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 (Package) Detektoranordnung mit wenigen Komponenten hergestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Detektoreinrichtung einen aktiven Bereich, an welchem das Licht der bestimmten Wellenlänge detektierbar ist, wobei in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung des vom Fabry-Perot-Interferometer durchgelassenen Lichts der aktive Bereich zumindest eine gleiche Größe umfasst wie der optische Bereich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die elektrische Leiterbahn auf dem Basissubstrat angeordnet oder erstreckt sich zumindest teilweise eingebettet im Basissubstrat.
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 mit der elektrischen Leiterbahn ist über einen Kontaktdraht hergestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die Detektoreinrichtung eine erste Detektoreinrichtung und eine zweite Detektoreinrichtung, welche für unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensibel sind und übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die erste Detektoreinrichtung und/oder die zweite Detektoreinrichtung in dem Abstandshalter befestigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfassen die erste Detektoreinrichtung und die zweite Detektoreinrichtung in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung des vom Fabry-Perot-Interferometer durchgelassenen Lichts eine rechteckige Grundfläche und die zweite Detektoreinrichtung ist gegenüber der ersten Detektoreinrichtung in Draufsicht um einen Winkel im Bereich zwischen 30° und 60° gedreht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst die elektrische Leiterbahn eine erste Leiterbahn und eine zweite Leiterbahn und die erste Detektoreinrichtung ist mit der ersten Leiterbahn und die zweite Detektoreinrichtung mit der zweiten Leiterbahn jeweils über einen Kontaktdraht elektrisch kontaktiert, wobei die erste und die zweite elektrische Leiterbahn elektrisch voneinander getrennt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung ist die Kavität durch den Abstandshalter lateral vollständig, durch das Fabry-Perot- Interferometer von oben und durch das Basissubstrat von unten vollständig und dicht von einer Umgebung abgeschlossen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst diese ein optisches Element, welches zwischen dem Abstandshalter und dem Fabry-Perot-Interferometer angeordnet ist, wobei das optische Element ein winkeleinschränkendes Element und/oder einen Filter umfasst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst der Abstandshalter an einer Innenwand der Ausnehmung eine lichtabsorbierende Beschichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Interferometereinrichtung umfasst diese ein Schutzelement, welches zwischen dem Abstandshalter und dem Fabry-Perot-Interferometer angeordnet ist.
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, und ein elektrisches Kontaktieren der Detektoreinrichtung mit der elektrischen Leiterbahn; ein Anordnen eines Abstandshalters auf dem Basissubstrat, welcher eine durch den Abstandshalter durchgängige Ausnehmung umfasst, so dass die Detektoreinrichtung in der Ausnehmung angeordnet wird; und ein Anordnen eines Fabry-Perot-Interferometers auf dem Abstandshalter, so dass das Fabry-Perot-Interferometer die Ausnehmung abdeckt und somit eine Kavität über dem Basissubstrat bildet und wobei das Fabry-Perot-Interferometer einen optischen Bereich lateral innerhalb eines Randbereiches umfasst und in diesem optischen Bereich für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge durchlässig ist und mit dem optischen Bereich über der Detektoreinrichtung angeordnet wird.
Das Verfahren kann sich vorteilhaft auch durch die bereits in Verbindung mit der Interferometereinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das
Kontaktieren der Detektoreinrichtung mit einem Kontaktdraht.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen
Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. la eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. lb eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aus der Fig. la;
Fig. 2a eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2b eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aus der Fig. 2a;
Fig. 3a eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3b eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aus der Fig. 3a;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
Fig. la zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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 Fabry-Perot- Interferometer 1 einen optischen Bereich(OB lateral innerhalb eines Randbereiches RB umfasst und in diesem optischen Bereich OB für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) durchlässig ist, wobei die bestimmte Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) durch einen ersten Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen (SP1; SP2) einstellbar ist. Die Interferometereinrichtung umfasst weiterhin ein Basissubstrat 3, welches eine elektrische Leiterbahn 5 umfasst; einen Abstandshalter 4, welcher auf dem Basissubstrat 3 angeordnet ist und eine durch den Abstandshalter 4 durchgängige Ausnehmung A umfasst, wobei das Fabry-Perot-Interferometer 1 auf dem Abstandshalter 1 angeordnet ist und die Ausnehmung A abdeckt und somit eine Kavität K über dem Basissubstrat 3 bildet; und zumindest eine Detektoreinrichtung 6, welche auf dem Basissubstrat 3 und in der Kavität K angeordnet ist und über die elektrische Leiterbahn 5 elektrisch kontaktiert ist, wobei das Fabry-Perot-Interferometer 1 mit dem optischen Bereich OB über der Detektoreinrichtung 6 angeordnet ist.
Bei der Interferometereinrichtung 10 kann es sich um ein Spektrometermodul mit einem mikromechanischen Fabry-Perot-Interferometer handeln. Der Abstandshalter ist vorteilhaft frei von Öffnungen zum Außenbereich der Interferometereinrichtung 10, was bei fertiggestellter Interferometereinrichtung 10 (aufgesetztem FPI) auch auf die Kavität K zutrifft.
Auf einer Oberseite Ol des Basissubstrats 3 kann die Leiterbahn 5, welche auch mehrere elektrisch voneinander getrennte Leiterbahnen umfassen 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 überdeckt sein kann, wobei das Fabry-Perot-Interferometer 1 mit dem Substrat 2 auf dem Kleber oder Lack angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann sich der Kleber 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 (DB) hergestellt sein. 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 (nicht gezeigt) außerhalb der Kavität K ein weiterer Kontaktdraht 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 auf einer optischen Achse AA des Fabry-Perot- Interferometers befinden. Das FPI kann lateral umlaufend vollständig oder nur bereichsweise fest mit dem Abstandshalter 4 verbunden sein. Wenn das FPI 1 nur bereichsweise fest mit dem Abstandshalter 4 verbunden ist, kann das FPI 1 aber an diesen nichtfesten Stellen dennoch auf dem Abstandshalter 4 aufliegen und die Kavität K dicht von der Umgebung abschließen. Das lose Aufliegen kann mechanische Spannungen zwischen FPI und dem Abstandshalter in diesen Bereichen verringern. Das Basissubstrat kann als Leiterplatte, LTCC-Keramiksubstrat (Multilagenkeramik) oder als Premold-Gehäuse (vorgefertigt in Spritzguss) ausgeführt sein.
Das Fabry-Perot-Interferometer 1 kann im lateralen Innenbereich einen optischen Bereich OB bilden, welcher zur Transmission eines Lichts geeignet sein (je nach Spiegelabstand gefiltertes Außenlicht).
Von der Leiterbahn 5 kann ein elektrischer Kontakt der Detektoreinrichtung 6 mit der elektrischen Leiterbahn 5 über einen Kontaktdraht 7 hergestellt sein, welcher in die Kavität (vertikal) hinein reichen kann. Die Detektoreinrichtung 6 kann zur Kontaktierung vorteilhaft einen Kontaktbereich auf deren dem Basissubstrat 3 abgewandten Oberseite umfassen. Durch die versenkte Anordnung kann überhaupt eine Kontaktierung über den Kontaktdraht 7 ermöglicht sein und dennoch ein, insbesondere in Höhe, kleinskaliges Bauelement ausgeformt sein und auch kann das Fabry-Perot-Interferometer 1 besser auf einer optischen Achse über der Detektoreineichtung angeordnet sein ohne die Höhe des Bauteils signifikant zu verändern.
Die Kavität K kann durch den Abstandshalter 4 lateral vollständig und durch das Fabry-Perot-Interferometer 1 von oben und durch das Basissubstrat 3 von unten vollständig und dicht von einer Umgebung abgeschlossen sein. Das FPI 1 kann selbst im optischen Bereich OB eine freigestellten Spiegelbereich Al aufweisen, mit anderen Worten eine Substratausnehmung Al im Substrat 2, innerhalb welcher zumindest eine der Spiegeleinrichtungen des FPI aktuiert werden kann um je nach eingestellten Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen ein Licht mit einer bestimmten Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) in die Kavität transmittieren zu können. Die Substratausnehmung Al kann vorteilhaft über der Kavität K angeordnet sein und in deren lateraler Ausdehnung kleiner, gleich oder größer sein als eine laterale Ausdehnung der Ausnehmung A. Die bestimmte Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) kann durch den Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen eingestellt werden.
Durch das Überdecken der Kavität K 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.
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. Die Substratausnehmung Al deckt sich lateral vorteilhaft mit dem optischen Bereich OB.
Fig. lb zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung nach der Fig. la.
Der Abstandshalter 4 kann mit anderen Worten einen um die Kavität (Ausnehmung A) umlaufenden Rahmen oder Rand umschließen.
In der Fig. lb wird eine die Interferometereinrichtung aus der Fig. la 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 K und die Substratausnehmung im Substrat. Die Form der Kavität K und/oder der Ausnehmung A und/oder des optischen Bereichs OB kann auch von einer Kreisform abweichen.
Die Detektoreinrichtung 6 kann einen aktiven Bereich AB umfassen, an welchem das Licht der bestimmten Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) detektierbar ist, wobei in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung L des vom Fabry-Perot-Interferometers 1 durchgelassenen Lichts der aktive Bereich AB zumindest eine gleiche Größe umfasst wie der optische Bereich OB aufweisen kann.
Die Detektoreinrichtung 6 kann in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung des vom Fabry-Perot-Interferometer durchgelassenen Lichts eine rechteckige Grundfläche umfassen. Der optische Bereich OB kann in lateraler Ausdehnung kleiner sein, beispielsweise kreisförmig, als die rechteckige Dimension der Detektoreinrichtung. Die Fläche des aktiven Bereichs AB kann gleich groß oder größer sein (nicht gezeigt) als der optische Bereich OB um somit vorteilhaft das gesamte vom FPI transmittierte Licht detektieren zu können. Die Detektoreinrichtung 6 kann vorteilhaft an allen Seiten lateral von dem Abstandshalter 4 beabstandet sein. Bei der aktiven Fläche kann es sich um einen lichtempfindlichen Bereich der Detektoreinrichtung handeln. In Draufsicht kann ein Mittelpunkt des optischen Bereichs OB vorteilhaft über einem Mittelpunkt des aktiven Bereichs AB liegen, wodurch eine optimale Beleuchtung des aktiven Bereichs AB und ein maximales Signal an der Detektoreinrichtung 6 erzielbar sein kann.
Fig. 2a zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Der Abstandshalter 4 kann an einer Innenwand IW der Ausnehmung A eine lichtabsorbierende Beschichtung B umfassen. Diese kann vorteilhaft der Detektoreinrichtung 6 zugewandt sein und alle Innenwände IW vollständig bedecken. Auf diese Weise kann Streulicht innerhalb der Kavität K verringert werden. Des Weiteren oder alternativ dazu kann das Basissubstrat 3 zumindest auf einer der Kavität K zugewandten Seite absorbierend ausgebildet sein oder mit einer absorbierenden Schicht B beschichtet sein (nicht gezeigt). Auf diese Weise kann das Untergrundsignal der Detektoreinrichtung 6 reduziert werden und das Signal-zu-Rausch-Verhältnis ansteigen.
Fig. 2b zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung nach der Fig. 2a
Die Interferometereinrichtung der Figuren 2a und 2b unterscheidet sich von jener der Figuren la und lb lediglich durch eine lichtabsorbierende Beschichtung B auf den Innenwänden IW des Abstandshalters 4, welche vorteilhaft den Detektor lateral vollständig umläuft. Fig. 3a zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Die Interferometereinrichtung der Figur 3a unterscheidet sich von jener der Figur la lediglich durch die Anordnung zweier Detektoreinrichtungen in der Figur 3a.
Die Detektoreinrichtung 6 kann eine erste Detektoreinrichtung 6a und eine zweite Detektoreinrichtung 6b umfassen, welche für unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensibel sind und übereinander (und/oder nebeneinander, nicht gezeigt) angeordnet sein können. Die erste Detektoreinrichtung 6a und/oder die zweite Detektoreinrichtung 6b kann in dem Abstandshalter 4 befestigt sein, beispielsweise mit deren Randbereich im Abstandshalter verankert sein und mit einem Mittelbereich unterhalb des optischen Bereichs in der Kavität K angeordnet sein.
Die elektrische Leiterbahn 5 kann eine erste Leiterbahn 5a und eine zweite Leiterbahn 5b umfassen und die erste Detektoreinrichtung 6a kann mit der ersten Leiterbahn 5a und die zweite Detektoreinrichtung 6b kann mit der zweiten Leiterbahn 5b jeweils über einen eigenen Kontaktdraht 7 elektrisch kontaktiert sein, wobei die erste und die zweite elektrische Leiterbahn elektrisch voneinander getrennt sein können. Der Abstandshalter 4 kann eine Aussparung für zumindest eine der Detektoreinrichtungen aufweisen.
Fig. 3b zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Interferometereinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung nach der Fig. 3a
Die erste Detektoreinrichtung 6a und die zweite Detektoreinrichtung 6b können in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung des vom Fabry-Perot-Interferometer durchgelassenen Lichts eine rechteckige Grundfläche umfassen und die zweite Detektoreinrichtung 6b kann gegenüber der ersten Detektoreinrichtung 6a in Draufsicht um einen Winkel im Bereich zwischen 30° und 60° gedreht sein, beispielsweise um 45°. Durch eine Verdrehung gegeneinander können die Detektoreinrichtungen besser mit dem Basissubstrat kontaktiert werden, vorteilhaft übereinander jeweils mit Kontaktdrähten von der gleichen lateralen Seite zum Basissubstrat hin (Fig. 3a), wodurch auf zusätzliche Verdrahtungsebenen im Abstandshalter für den zweiten Detektor oder weitere Detektoren verzichtet werden kann. Alternativ zur Verdrehung können die Detektoreinrichtungen lateral versetzt zueinander angeordnet sein. In der Ausführung der Fig. 3b kann der Mittelpunkt jeder Detektoreinrichtung in Draufsicht mit dem Mittelpunkt des optischen Bereichs zusammenfallen.
Die zweite Detektoreinrichtung 6b kann vorteilhaft in einem anderen spektralen Bereich sensibel sein als die erste Detektoreinrichtung 6a. Beispielsweise kann die erste Detektoreinrichtung 6a Silizium umfassen und die zweite Detektoreinrichtung 6b kann InGaAs (IndiumGalliumarsenid) oder umgekehrt umfassen. Durch eine Anwendung solcher Detektoren könnte vorteilhaft zwischen unterschiedlichen vom FPI transmittierten Wellenlängenordnungen anhand des Signalursprungs (man kann hier unterscheiden, von welchem Detektor das Signal kommt) unterschieden werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Seitenansicht der Interferometereinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Die Interferometereinrichtung der Figur 4 unterscheidet sich von jener der Figur la lediglich durch die Anordnung eines weiteren Elements zwischen dem Abstandshalter 4 und dem Fabry-Perot-Interferometer 1. Das weitere Element kann ein optisches Element 8 umfassen, wobei das optische Element 8 ein winkeleinschränkendes Element, etwa für die vom FPI transmittierte Strahlung, und/oder einen Filter umfassen kann. Das optische Element kann beispielsweise eine oder mehrere Linsen oder ein Linsensystem umfassen. Der Filter kann ein Bandpassfilter, also ein Langpass- oder ein Kurzpassfilter. Das optische Element kann weiterhin eine Detektionseinrichtung (Detektionsfunktion, also ein dafür geeignetes Element) aufweisen.
Das weitere Element kann jedoch auch alternativ oder zusätzlich ein Schutzelement 9 umfassen, beispielsweise eine Schutzschicht für das Fabry- Perot-Interferometer 1. Es ist auch möglich, dass das optische Element selbst diese Schutzfunktion übernehmen kann. Für die Robustheit der Interferometereinrichtung 10, etwa bei dessen Herstellung, vorteilhaft kann das weitere Element vorteilhaft zunächst auf dem FPI (FPI-Chip) platziert sein und anschließen das FPI mit dem weiteren Element auf dem Abstandshalter 4.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1 eines Basissubstrats mit einer elektrischen Leiterbahn; ein Anordnen S2 zumindest einer Detektoreinrichtung auf dem Basissubstrat, und elektrisches Kontaktieren S3 der Detektoreinrichtung mit der elektrischen
Leiterbahn; und ein Anordnen S4 eines Abstandshalters auf dem Basissubstrat, welcher eine durch den Abstandshalter durchgängige Ausnehmung umfasst, so dass die Detektoreinrichtung in der Ausnehmung angeordnet wird; und ein Anordnen S5 eines Fabry-Perot-Interferometers auf dem Abstandshalter, so dass das Fabry-Perot-Interferometer die Ausnehmung abdeckt und somit eine Kavität über dem Basissubstrat bildet und wobei das Fabry-Perot-Interferometer einen optischen Bereich lateral innerhalb eines Randbereiches umfasst und in diesem optischen Bereich für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge durchlässig ist und mit dem optischen Bereich über der Detektoreinrichtung angeordnet wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Claims

Ansprüche
1. Interferometereinrichtung (10) umfassend 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 Fabry-Perot-Interferometer (1) einen optischen Bereich (OB) lateral innerhalb eines Randbereiches (RB) umfasst und in diesem optischen Bereich (OB) für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) durchlässig ist, wobei die bestimmte Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) durch einen ersten Abstand zwischen den Spiegeleinrichtungen (SP1; SP2) einstellbar ist; ein Basissubstrat (3), welches eine elektrische Leiterbahn (5) umfasst; einen Abstandshalter (4), welcher auf dem Basissubstrat (3) angeordnet ist und eine durch den Abstandshalter (4) durchgängige Ausnehmung (A) umfasst, wobei das Fabry-Perot-Interferometer (1) auf dem Abstandshalter (1) angeordnet ist und die Ausnehmung (A) abdeckt und somit eine Kavität (K) über dem Basissubstrat (3) bildet; und zumindest eine Detektoreinrichtung (6), welche in der Kavität (K) angeordnet ist und über die elektrische Leiterbahn (5) elektrisch kontaktiert ist, wobei das Fabry- Perot-Interferometer (1) mit dem optischen Bereich (OB) über der Detektoreinrichtung (6) angeordnet ist.
2. Interferometereinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Detektoreinrichtung (6) einen aktiven Bereich (AB) umfasst, an welchem das Licht der bestimmten Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) detektierbar ist, wobei in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung (L) des vom Fabry-Perot-Interferometer (1) durchgelassenen Lichts der aktive Bereich (AB) zumindest eine gleiche Größe umfasst wie der optische Bereich (OB).
3. Interferometereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die elektrische Leiterbahn (5) auf dem Basissubstrat (3) angeordnet ist oder sich zumindest teilweise eingebettet im Basissubstrat (3) erstreckt.
4. Interferometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die elektrische Leiterbahn (5) auf einer dem Fabry-Perot-Interferometer (1) zugewandten Oberseite (Ol) des Basissubstrats (3) angeordnet ist und ein elektrischer Kontakt der Detektoreinrichtung (6) und/oder des Fabry-Perot-Interferometers (1) mit der elektrischen Leiterbahn (5) über einen Kontaktdraht (7) hergestellt ist.
5. Interferometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Detektoreinrichtung (6) eine erste Detektoreinrichtung (6a) und eine zweite Detektoreinrichtung (6b) umfasst, welche für unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensibel sind und übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.
6. Interferometereinrichtung (10) nach Anspruch 5, bei welcher die erste Detektoreinrichtung (6a) und/oder die zweite Detektoreinrichtung (6b) in dem Abstandshalter (4) befestigt ist.
7. Interferometereinrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher die erste Detektoreinrichtung (6a) und die zweite Detektoreinrichtung (6b) in Draufsicht entlang einer Einfallsrichtung (L) des vom Fabry-Perot-Interferometer (1) durchgelassenen Lichts eine rechteckige Grundfläche umfassen und die zweite Detektoreinrichtung (6b) gegenüber der ersten Detektoreinrichtung (6a) in Draufsicht um einen Winkel im Bereich zwischen 30° und 60° gedreht ist.
8. Interferometereinrichtung (10) nach Anspruch 7, bei welcher die elektrische Leiterbahn (5) eine erste Leiterbahn (5a) und eine zweite Leiterbahn (5b) umfasst und die erste Detektoreinrichtung (6a) mit der ersten Leiterbahn (5a) und die zweite Detektoreinrichtung (6b) mit der zweiten Leiterbahn (5b) jeweils über einen Kontaktdraht (7) elektrisch kontaktiert sind, wobei die erste und die zweite elektrische Leiterbahn (5) elektrisch voneinander getrennt sind.
9. Interferometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher die Kavität (K) durch den Abstandshalter (4) lateral vollständig, durch das Fabry-Perot- Interferometer (1) von oben und durch das Basissubstrat (3) von unten vollständig und dicht von einer Umgebung abgeschlossen ist.
10. Interferometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche ein optisches Element (8) umfasst, welches zwischen dem Abstandshalter (4) und dem Fabry-Perot-Interferometer (1) angeordnet ist, wobei das optische Element (8) ein winkeleinschränkendes Element und/oder einen Filter umfasst.
11. Interferometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der Abstandshalter (4) an einer Innenwand der Ausnehmung (A) eine lichtabsorbierende Beschichtung umfasst.
12. Interferometereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche ein Schutzelement (9) umfasst, welches zwischen dem Abstandshalter (4) und dem Fabry-Perot-Interferometer (1) angeordnet ist.
13. Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung (10) umfassend die Schritte:
Bereitstellen (Sl) eines Basissubstrats (3) mit einer elektrischen Leiterbahn (5);
Anordnen (S2) zumindest einer Detektoreinrichtung (6) auf dem Basissubstrat
(3), und elektrisches Kontaktieren (S3) der Detektoreinrichtung (6) mit der elektrischen Leiterbahn (5);
Anordnen (S4) eines Abstandshalters (4) auf dem Basissubstrat (3), welcher eine durch den Abstandshalter (4) durchgängige Ausnehmung (A) umfasst, so dass die Detektoreinrichtung (6) in der Ausnehmung (A) angeordnet wird; und
Anordnen (S5) eines Fabry-Perot-Interferometers (1) auf dem Abstandshalter
(4), so dass das Fabry-Perot-Interferometer (1) die Ausnehmung (A) abdeckt und somit eine Kavität (K) über dem Basissubstrat (3) bildet und wobei das Fabry-Perot- Interferometer (1) einen optischen Bereich (OB) lateral innerhalb eines Randbereiches (RB) umfasst und in diesem optischen Bereich (OB) für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge (lΐ, l2, ..., lh) durchlässig ist und mit dem optischen Bereich (OB) über der Detektoreinrichtung (6) angeordnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das Kontaktieren (S3) der Detektoreinrichtung (6) mit einem Kontaktdraht (DB) erfolgt.
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