Пироэлектрические датчики с фильтром Фабри-Перо

Для классического инфракрасного газового анализа требуется использование пироэлектрических детекторов, с установленными интерференционными фильтрами с очень узкой спектральной шириной линии, которая очень близко соответствует полосе поглощения различных углеводородов. При этом измерение неизвестных газов по такому методу не представляется возможным. Установка перестраиваемого Фабри-Перо фильтра вместо узкополосного интерференционного фильтра позволяет убрать данное ограничение и делает возможным одновременное измерение нескольких газов с помощью одного детектора.

Компания InfraTec, являющаяся ведущим мировым производителем пироэлектрических детекторов, рада представить новое поколение пироэлектрических детекторов с интегрированным фильтром Фабри-Перо, который позволяет осуществлять подстройку/смещение центральной длины волны входного окна детектора, меняя приложенное к фильтру напряжение. В основе перестраиваемого фильтра компании InfraTec лежит микроинтерферометр Фабри-Перо, который состоит из двух плоских параллельных отражающих пластин (зеркал) и работает как полуволновой резонатор, создающий последовательность интерференционных пиков пропускания. Изменяя напряжением расстояние между пластинами, можно регулировать положение этих пиков и соответственно центральную длину волны пропускания. Дополнительный фильтр, размещенный последовательно с интерферометром Фабри-Перо, осуществляет однозначную узкополосную фильтрацию.

Фильтр Фабри-Перо интегрирован в корпус ТО-8 вместе с пироэлектрическим элементом размером 2х2 мм² на основе танталата лития LiTaO3. Пироэлектрический детектор работает в током режиме благодаря встроенному операционному усилителю и имеет температурную компенсацию. Дополнительный фильтр для узкополосной фильтрации интегрирован в крышку корпуса пироэлектрического детектора. Калибровочные данные хранятся во встроенной памяти EEPROM, а специализированная интегральная схема ASIC осуществляет контроль положения пластин для стабилизации центральной длины волны по замкнутому циклу под влиянием изменения гравитации, например, в случае вращения или наклона пироэлектрического детектора внутри переносного устройства пользователя. Поэтому отклонение центральной длины волны составляет только +/-2 нм по сравнению с +/-40 нм без схемы компенсации. Встроенная память EEPROM содержит все важные калибровочные данные необходимые пироэлектрическому детектору, что значительно упрощает работу с ним. Для заказа доступны пироэлектрические детекторы InfraTec с интегрированным фильтром Фабри-Перо, работающие в нескольких спектральных диапазонах, в которых может осуществляться перестройка центральной длины волны – от 3.1 мкм до 4.4 мкм, от 3.8 мкм до 5.0 мкм, от 5.5 мкм до 8.0 мкм и от 8.0 мкм до 10.5 мкм.

Особенности:

- Электростатическая регулировка;

- Подстройка длины волны в диапазоне до 1 мкм;

- Разрешающая способность λ/Δλ до 60 нм;

- Температурная компенсация;

- Низкий микрофонный эффект.

Технические параметры пироэлектрических датчиков:

Для тестирования пироэлектрических детекторов с фильтром Фабри-Перо заказчикам предлагается специализированный набор разработчика с установленным детектором и инфракрасным излучателем, благодаря которому не требуется самостоятельная разработка считывающей электроники или программного обеспечения. Этот набор позволяет осуществлять управление детектором и инфракрасным источником излучения с помощью специализированного программного обеспечения для анализа сигналов детектора. Набор разработчика состоит из основной платы и детекторной платы c USB интерфейсом, USB кабеля, гибкого шлейфа, CD-ROM диска с тестовым программным обеспечением, USB драйвера и руководства пользователя. Основная плата совместима со всеми типами пироэлектрических детекторов с фильтром Фабри-Перо. Версия набора с инфракрасным излучателем доступна по запросу.

Спецификация набора разработчика:

- Источник питания 12 В (мин. 300 мА);

- Потребление тока 150 мА (без инфракрасного излучателя);

- Встроенное питание детектора +/-5 В;

- Встроенное управление фильтром Фабри-Перо (например, макс. 35 В для LFP-3144-337);

- Управление инфракрасным излучателем с током до 800 мА, частота до 500 Гц;

- Опрос сигнала 12 бит, 2 кГц;

- Программное обеспечение для Windows.

Номенклатура пироэлектрических датчиков:

Модель	Диапазон настройки, нм	Апертура, мм	Режим тока/напряжения, СM/VM	Усилитель	Чувствительность, В/Вт	Плотность шума, мкВ/Гц1/2	Обн. способность, 108смГц1/2/Вт	Описание
LFP-3144C	3100-4400	Ø1.9	CM	OpAmp	1.000	75	0.036
LFP-3850C	3800-5000	Ø1.9	CM	OpAmp	1.000	75	0.03
LFP-5580C	5500-8000	Ø2.0	CM	OpAmp	1.600	75	0.048
LFP-80105С	8000-10500	Ø2.0	CM	OpAmp	1.300	75	0.04