法國原子能委員會電子與信息技術實驗室（CEA-Leti）最新推出的光聲光譜探測器成本可能比現有系統低10倍，或將助推該技術迅速推廣應用。
據麥姆斯諮詢報道，近日，CEA-Leti在2020年美國西部光電展（Photonics West 2020）針對其最新推出的光聲光譜探測器，發表了題為《微型光聲探測器：突破集成在硅片上的中紅外光聲光譜技術極限》的論文，該探測器具有較強的抗噪聲干擾能力、高靈敏度以及高選擇性。
光聲（photoacoustic，PA）光譜技術是監測危險化學物質和微量氣體排放的最靈敏技術之一。結合量子級聯激光器（Quantum Cascade Laser），該技術的用武之地大大擴展，包括工業控制、氣體排放監測和生物醫學分析等領域。但是，該探測器的大規模生產和廣泛使用還需解決減小芯片尺寸和降低製造成本的問題。
CEA-Leti最新推出的光聲光譜探測器
在過去六年中，CEA-Leti開發了不同版本的微型光聲腔，並演示了使用硅基微型光聲腔檢測痕量氣體濃度的方法。但是，之前系統最大的缺點是需要依賴商用MEMS麥克風。即使這些MEMS麥克風性能可靠且可滿足某些性能要求，但它們並不專用於光聲氣體檢測，也不易於集成到工藝流程中。
CEA-Leti的最新微型光聲（microPA）技術通過堆疊兩個200mm硅晶圓整合了全集成MEMS麥克風和中紅外光子器件。其中傳感器晶圓包含了由MEMS膜片製成的麥克風和具有毛細管和流體組件的納米壓阻計。另一晶圓為蓋帽晶圓，包含光聲腔、膨脹容積、將光引導到光聲腔中的鍺硅（SiGe）光波導以及電觸點（electric contacts）。
“光聲腔的特殊設計可以提高對外部噪聲和測量條件變化的抗干擾力。”該論文的作者Jean-Guillaume Coutard說道，“這一優勢源於CEA-Leti的MEMS麥克風製造專利技術，它為將這些器件集成到便攜式檢測設備中開闢了新道路。”
硅光子技術利用高性能CMOS工藝優勢，可提供低成本的批量生產、高保真的設計再現，以及構建高性能納米光子器件的高折射率對比度。
CEA-Leti的微型光聲技術由歐盟資助的REDFINCH聯盟共同開發，該聯盟由八個歐洲研究機構和公司組成，該聯盟正致力於開發基於中紅外光子集成電路（MIR PIC）技術，用於氣體和液體化學檢測的微型化學傳感器。具體的目標領域包括煉油廠的工藝氣體分析、石油化工廠的氣體洩漏檢測以及乳製品行業的乳蛋白分析。
更多國內外新聞資訊，請關注公眾號：MEMS
閱讀更多 麥姆斯諮詢 的文章
