可调节的基于MEMS的超吸收器用于非分散的红外气体传感应用

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 纳米技术 纳米技术
• 气体传感器是指气体传感器.

背景情况:

• 传统的非分散性红外 (NDIR) 气体传感器需要窄带波器来防止非目标气体的干扰,从而阻碍了小型化.
• 现有的使用等离子元材料或多层薄膜的光谱吸收过器在实现高性能,大面积,多频段操作和紧性方面面临挑战.

研究的目的:

• 提出和演示用于紧和集成的NDIR气体传感的窄带元吸收器.
• 开发一种可调节的超吸收器,通过控制吸收光谱来选择性检测气体.
• 探索高度集成,小型化和节能的NDIR多层传感系统的潜力.

主要方法:

• 使用平面金属绝缘体金属 (MIM) 腔与金属超薄膜制造狭带元吸收器.
• 通过控制介电隔离器厚度来调整吸收波长.
• 调查选择性气体传感的取决于角度的吸收特性.
• 将元吸收器与基于微电子机械系统 (MEMS) 的电热执行器 (ETA) 集成,以实现可调性.

主要成果:

• 通过控制介电隔离器厚度,在不同的波长上实现了近乎完美的吸收.
• 演示了取决于角度的吸收光谱,通过改变撞击角度,可以匹配不同的气体吸收光谱.
• 关于二氧化碳气体传感能力的初步调查.
• 通过MEMS-ETA成功控制了使用直流偏向电压的元吸收器的倾斜角度.

结论:

• 拟议的窄带元吸收器为NDIR气体传感提供了一个紧的解决方案.
• 取决于角度的吸收提供了一种选择性,无过气体检测的机制.
• 可调节的基于MEMS的元吸收器概念使高度集成,小型化和节能的多重传感系统成为可能.