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Optische Filter in CMOS für kostengünstige Chip-Size-Spektrometer

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Auf der Messe Sensor+Test 2019 stellt das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS eine neue Ausführungsform für kostengünstige Chip-Size-Spektrometer vor.

Aktuell kommen Sensoren, die mehr als sechs spektrale Kanäle aufweisen, aufgrund der sehr hohen Preise nicht zum Einsatz. So finden diese Sensoren in preissensitiven Anwendungsbereichen, wie bspw. mobilen Consumer-Produkten, großflächiger und zentimetergenauer Aufnahme von Feld- und Ackerpflanzen oder aber auch Kosmetikprodukten keine Verwendung.

Die am Fraunhofer IIS entwickelte nanoSPECTRAL-Technologie ermöglicht nun eine kostengünstige Herstellung der benötigten optischen Filter. Insbesondere bleiben die Produktionskosten konstant, unabhängig von der Anzahl der zu realisierenden spektralen Kanäle. Erreicht wird dies durch die Strukturierung der Metallschichten des CMOS-Halbleiterprozesses. Für diese sog. »plasmonischen Filter« wird also im Gegensatz zu konventionellen optischen Filtern kein Post-Processing benötigt.

Aufgrund der CMOS-Integration von Filtern, Photodioden, analoger und digitaler Signalverarbeitung ermöglicht die nanoSPECTRAL-Technologie sehr kleine Bauräume. Da die Technologie in zwei kommerziellen CMOS-Foundries etabliert ist, sind darauf basierende Produkte kurzfristig in industrieller Qualität verfügbar.

Das auf der Messe gezeigte Chip-Size-Spektrometer weist bereits mehr als 30 Kanäle auf und ist damit z. B. für eine Hauttonmessung sowie der Messung von Vegetationsindizes und dem Stresszustand von Pflanzen geeignet.

Neben der anwendungsspezifischen Anpassung der Filtereigenschaften bietet das Fraunhofer IIS alle Entwicklungsschritte für integrierte optische Sensoren aus einer Hand an: von der Spezifikation über die Chip-Entwicklung bis zur Serienüberführung.

Besuchen Sie uns vom 25. - 27.6.2019 in Halle 5, Stand 5-248 oder auf www.iis.fraunhofer.de/sensorsysteme und überzeugen Sie sich von den Möglichkeiten der nanoSPECTRAL-Technologie.

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