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Schnell und klein: Spektralsensoren für Faser-Bragg-Gitter

Mit gestapelten Silizium-Fotodioden und raffinierten, optischen Dünnschichtfiltern lassen sich spektral sensitive Detektoren entwickeln, die für Spezialanwendungen herkömmliche, teure Spektrometer ersetzen können.

Sensor Bildquelle: © CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik

Spektralsensor mit APC-Anschluss

Spektralsensoren haben die Eigenschaft, dass Messfehler eliminiert werden können, nämlich diejenigen welche bei Verwendung faseroptischer Sensoren durch unerwünschte Polarisation der Strahlungsquelle auftreten.

Die im CiS Forschungsinstitut verfügbaren und weiterentwickelten  MEMS-Technologien waren die Grundlage für die Entwicklung einer neuen Generation von Spektralsensoren, bestehend aus zwei übereinander gestapelten Detektorchips. Beide decken jeweils einen spezifischen Spektralbereich ab. Die obere Diode ist nur 50 µm dünn.

Die Detektorchips mit Filtern, Strahlformungselemente, Faserkoppler sowie Elektronik und Gehäuse sind kompakt gefügt und ermöglichen so eine Sensor-Baugröße, die nur wenig größer ist, als eine gewöhnliche APC-Buchse. Optional steht der optoelektronische Wandler als SMD-Baugruppe zur Verfügung. Die Kontakte befinden sich auf der Chiprückseite und ermöglichen den ungestörten Lichteinfall auf den Detektor.

Das Lösungskonzept zielt auf Anwendungen mit einem kleinen zu überwachenden Wellenlängenbereich. Schmalbandige Filter sorgen für eine Picometer-Genauigkeit bei der Detektion der Wellenlängenverschiebungen. Darüber hinaus sind Schwingungen bis 1 MHz zeitlich aufgelöst messbar.