DE69428928T2

DE69428928T2 - Einkanal-Gaskonzentrationsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE69428928T2
Application number: DE69428928T
Authority: DE
Inventors: Martti Blomberg; Yrjoe Koskinen; Ari Lehto; Markku Orpana; Simo Tammela; Altti Torkkeli
Original assignee: Vaisala Oy
Current assignee: Vaisala Oy
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1994-01-06
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2014-01-07
Also published as: FI96450C; US5646729A; FI930127L; EP0608049A2; DE69428928D1; JP3457373B2; EP0608049B1; FI930127A0; FI96450B; EP0608049A3; JPH06241993A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einkanal-Gaskonzenträtionsmeßvorrichtung.
Die Gaskonzentration wird herkömmlich durch Meßvorrichtungen gemessen, die auf nicht-dispersiven IR-Techniken (NDIR) basieren. Solche Meßsysteme, die einzelne Komponenten umfassen, weisen typischerweise die folgenden Teile auf: eine Strahlungsquelle, einen Meßkanal, einen Detektor und einen Filter zur Auswahl eines gewünschten Wellenlängenbands für die Messung. Der typischerweise benutzte Filter ist ein Interferenzfilter. Der Filter wird genutzt, um das Wellenlängenband auszuwählen, das von der Strahlungsquelle über den Meßkanal zum Detektor durchgelassen wird. Aufgrund der Alterung und Instabilität der Strahlungsquelle nutzen manche Ausführungsformen zusätzlich ein mechanisch wechselbares Filterpaar, das vor dem Detektor angepaßt wird. Das Filterpaar besteht aus zwei optischen Bandpaßfiltern, von denen ein Filter so abgestimmt ist, dass er eine gewünschte Spektrallinie des zu messenden Gases durchläßt, während der andere Filter so abgestimmt ist, dass er eine Referenzwellenlänge durchläßt, an der das zu messende Gas keine spektrale Absorptionslinie aufweist. Die Bandpaßfilter werden während der Messung beispielsweise durch Anbringen derselben auf einer drehenden Scheibe getauscht.
Zu den Nachteilen der oben beschriebenen Technik gehören der relativ hohe Preis der Bandpaßfilter und die Einbindung des Bandpaßfiltersets in einen mechanischen. Wechsler, der eine Wartung in kurzen Intervallen nötig macht. Es ist sehr schwierig, eine mechanische Ausführung für zeitgemäße kompakte Meßvorrichtungen geeignet zu miniaturisieren. Auch die rauhen Umgebungsbedingungen, die auf die Meßvorrichtungen einwirken, setzen häufig solch strenge Anforderungen, dass eine verläßliche mechanische Einbindung des Bandpaßfilterwechslers wirtschaftlich unmöglich wird. Die physikalisch getrennten Oberflächen der verschiedenen in die Messung einbezogenen Filter werden unterschiedlich stark verschmutzt, was unkontrollierbare Meßfehler hervorruft.
Um Gaskonzentrationen zu messen, haben die Messungen lange, justierbare Fabry-Perot-Interferometer genutzt, welche aufgrund ihrer vergleichsweise großen Länge der interferometrischen Resonatoren "kammartige" Bandpaßcharakteristiken vorweisen.
Die DE3925692 offenbart ein thermooptisches Fabry-Perot- Interferometer, das eine Siliziumscheibe aufweist, auf deren beiden Seiten je ein halbdurchlässiger Spiegel und ein Peltier-Element vorgesehen sind. Die Peltier-Elemente heizen oder kühlen die Siliziumscheibe und steuern so den Abstand der Spiegel. Das Licht geht durch die Siliziumscheibe und durch Mittenaperturen, die in beiden Peltier- Elementen gebildet werden.
Die industrielle Großserienherstellung von langen Interferometern ist mit den derzeitigen Oberflächen-Feinstbearbeitungstechniken inkompatibel. Eine "kammartige" Bandpaßcharakteristik kann nur für ein einziges Spektrum abgestimmt werden, wodurch Gasanalyse beispielsweise nur für die Konzentration eines einzelnen Gases (= Molekülart) durchgeführt werden kann. Ein Interferometer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Entgegenhaltung 3 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile, die mit den oben beschriebenen herkömmlichen Techniken verbunden sind, zu überwinden und eine völlig neue Einkanalgaskonzentrationsmeßvorrichtung zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Interferometer ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 charakterisiert.
In Aufbauten nach dem Stand der Technik ist die Apertur des Interferometers eine einzelne Komponente, die mechanisch an einem vorbestimmten Punkt im optischen Pfad angebracht wird. Demgegenüber wird erfindungsgemäß die Apertur in einem einzigen Herstellvorgang direkt auf der Oberfläche des Interferometers hergestellt. Eine solche Einbindung ist kompakter und billiger herzustellen. Die Ausrichtung eines diskreten Aperturelements kann unbequem sein. Dagegen ist in der erfindungsgemäßen Einbindung die Apertur automatisch ausgerichtet.
Die Erfindung bietet deutliche Vorzüge. Da die Messung optisch nach Art einer Zweikanalmessung durchgeführt wird, erhält man ein Referenzsignal, das dazu geeignet ist, Alterungsphänomene der Strahlungsquelle zu kompensieren. Physikalisch wird das Verfahren jedoch nach Art einer Einkanalmessung implementiert, da die gemessene Strahlung zu jeder Zeit entlang des gleichen Wegs läuft. Daher hat die Verschmutzung der optischen Oberflächen während des tatsächlichen Meßzeitraums und des Referenzmeßzeitraums denselben Effekt, weil die einzige modulierte Eigenschaft der Messung die Länge des Interferometerresonators ist. Der Verschmutzungseffekt ist dadurch automatisch in der Referenzmessung einberechnet.
Zusätzlich ist die Lebensdauer des Interferometeraufbaus praktisch unbegrenzt, weil seine Länge nur um einen kleinen Betrag verändert wird und eine solche Längenänderung vollständig im elastischen Bereich des genutzten Substratmaterials gehalten wird.
Das Absorptionsfilterelement von herkömmlichen Aufbauten ist eine einzelne Komponente, die mechanisch an einem bestimmten Punkt des optischen Wegs angebracht wird. Dagegen wird in einer erfindungsgemäßen Ausführung der Filter in einem einzigen Herstellvorgang direkt auf der Oberfläche des Interferometers hergestellt. Eine solche Einbindung ist kompakter und billiger herzustellen.
Der erfindungsgemäße Aufbau macht es möglich, Interferometer mit einem größeren Bereich als einem Quadratmillimeter für den VIS-IR-(sichtbaren und Infrarot-) Bereich herzustellen, so dass die Nutzung nicht auf optische Fasersysteme begrenzt ist.
Im erfindungsgemäßen Aufbau müssen keine getrennten Ablenkelektroden geschaffen werden, um die Parallelität der Interferometerspiegel während ihrer Bewegung zu sichern, weil die Spiegel durch die Gesamtlänge ihrer Kanten unterstützt werden, und aufgrund des benutzten Planarverfahrens ist die Höhe der Interferometerkavität an allen Orten gleich.
Die Temperaturempfindlichkeit von erfindungsgemäßen Interferometerelementen ist extrem gering, weil die Länge der Interferometerkavität in Bezug, auf Temperaturschwankungen praktisch konstant ist.
Die Erfindung wird im folgenden unter Zuhilfenahme von beispielhaften Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind, genauer untersucht, wobei
Fig. 1 graphisch die Bandpaßeigenschaften eines kurzen erfindungsgemäßen Fabry-Perot-Interferometers zeigt.
Fig. 2 zeigt graphisch die erfindungsgemäßen Meß- und Kalibrierungswellenbänder.
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Interferometerstruktur.
Fig. 6 zeigt die Draufsicht der in Fig. 5 veranschaulichten Interferometerstruktur.
Fig. 7 zeigt graphisch die Durchlaßcharakteristik des in Fig. 5 veranschaulichten Interferometers.
Fig. 8 zeigt graphisch die berechnete Durchlaßcharakteristik des in Fig. 5 veranschaulichten Interferometers für zwei unterschiedliche Interferometerlängen.
Die Intensität I der auf den Detektor einfallenden Strahlung hängt nach dem Lambert-Beer'schen Gesetz von der Absorption im Meßkanal nach
I = I&sub0;e-kcx (1)
ab, wobei ID die Intensität der auf den Strahlungsdetektor einfallenden Strahlung, k der Extinktionskoeffizient und c die Konzentration des zu messenden Gases und x die Länge des Meßkanals ist. Der Extinktionskoeffizient k hängt stark von der Meßwellenlänge ab. Das in der Erfindung benutzte Fabry-Perot-Interferometer weist einen Aufbau auf, der die elektrische Steuerung der Resonatorlänge erleichtert. Gleichzeitig werden ebenso die übertragenen Durchlaßbandwellenlängen moduliert. Die Grundgleichung für das Fabry-Perot-Interferometer ist
2d = n (2)
wobei d der Abstand zwischen den Resonatorspiegeln ist, n eine ganze Zahl (= Axialmodenzahl des Interferometerresonators oder Ordnungszahl der Interferenz) ist, und die Wellenlänge ist. Die Brechzahl des Mediums zwischen den Spiegeln wird mit 1 angenommen. In Interferometern herkömmlicher Bauart liegt der Wert von n typischerweise im Bereich von 100 bis 100000. Diese Erfindung nutzt ein Kurzresonatorinterferometer mit n zwischen 1 und 3. Die Paßbandbreite B (= FWHM) des Interferometers ist eine Funktion der Reflexion r der Spiegel und des Abstands d zwischen den Spiegeln:
Der freie spektrale Bereich FSR zwischen den Spektrallinien, die den verschiedenen Werten der Interferometerordnungszahl zugeordnet ist, beschreibt den Abstand zwischen den benachbarten übertragenen Wellenlängen. Der FSR kann aus Gleichung (2) für die Werte n und n + 1 der Ordnungszahl n berechnet werden:
Wie aus Gleichung (4) zu ersehen, vergrößert sich der FSR, wenn n verringert wird. Ein großer FSR-Wert erleichtert das Ausblenden von Spektrallinien von benachbarten Interferometerordnungszahlen beispielsweise durch einen Blockfilter. In einem mittels Oberflächenfeinstbearbeitungsverfahren hergestellten Interferometer kann der Abstand d 2,1 um betragen und n = 1 sein. Der Wert des FSR ist dann 2,1 um. Die berechnete Durchlässigkeit des Interferometers für r = 0,7 ist in Fig. 1 gezeigt.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird die Durchlässigkeit des Fabry- Perot-Interferometers, das durch einen Blockfilter ergänzt wird, für zwei unterschiedliche Interferometerlängen gezeigt. In diesem beispielhaften Schaubild wird die vom Meßkanal bei 4,2 um Wellenlänge zugelassene Intensität durch Absorption von dem Wert 1 auf den Wert 0,7 reduziert. Die Breite des übertragenen Wellenlängenbands wird so gewählt, dass das "kammartige" Absorptionsspektrum von Kohlendioxid bei 4,2 um Wellenlänge in das Wellenlängenband paßt. Wenn die Länge des Interferometers geeignet verkürzt wird, überträgt es bei 3,8 um Wellenlänge, wo keine Absorption im Meßkanal auftritt, das heißt, bei dieser Wellenlänge ist der Extinktionskoeffizient k niedrig. Entsprechend ist die auf den Detektor einfallende Intensität proportional zur Ausgabeintensität der Strahlungsquelle, und dieser Intensitätswert kann als eine Referenz für das Meßsignal vom Meßkanal genutzt werden. Der Blockfilter wird verwendet, um Wellenlängen, die kürzer als ungefähr 3,2 um sind, daran zu hindern, den Detektor zu erreichen.
Die Messung wird so durchgeführt, dass die Interferometerlänge so abgestimmt wird, dass es bei der 3,8-um-Wellenlänge überträgt, wenn die Referenzmessung in dieser beispliehaften Ausführungsform durchgeführt wird. Dann wird die tatsächliche Messung bei 4,2 um Wellenlänge durchgeführt. Eine alternative Anordnung ist die, in der die unmodulierte Länge des Interferometers so gewählt wird, dass sie beispielsweise bei einer Referenzwellenlänge von 4,4 um überträgt, während für die tatsächliche Messung die Interferometerresonatorlänge durch Anwendung eines elektrischen Feldes verkürzt wird, um während der tatsächlichen Messung bei 4,2 um zu übertragen.
Die Effekte des langsamen Driftens der Strahlungsquellenausgabe und von Streustrahlung können durch Modulierung der Strahlungsquelle reduziert werden, wodurch man vom Detektor ein Wechselstrom-Ausgabesignal erhält.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Das verwendete Verfahren ist eine Abwandlung einer Einkanal-NDIR-Messung, wobei die Filter elektrisch statt mechanisch gewechselt werden. Eine Strahlungsquelle 1 sendet eine breitbandige Strahlung aus, die durch einen Meßkanal 3 in ein Fabry-Perot- Interferometer 5 gelangt, das als ein Filter wirkt. Die durch die (mehreren) Durchlaßbänder oder das Durchlaßband dieses Filterelements übertragenen Wellenlängen werden zu einem Blockfilter 7 geführt, der nur Wellenlängen durchläßt, die länger als eine bestimmte Blockwellenlänge sind. Die Intensität der übertragenen Wellenlängenlinien wird mittels eines Detektors 9 gemessen.
Vorteilhafterweise ist die Strahlungsquelle der Meßvorrichtung eine Strahlungsquelle 1 mit breitem Spektrum. Dieses Element kann beispielsweise eine Breitband-LED, eine Miniatur-Glühlampe, eine sogenannte Mikrolampe aus polykristallinem Silizium oder irgendeine andere solche Breitbandstrahlungsquelle sein, die elektrisch mit einer Frequenz von bis zu ungefähr 1 kHz moduliert werden kann. Die Länge des Meßkanals 3 kann in einem großen Bereich verändert werden, und sein Aufbau hängt von der Konzentration und den Absorptionscharakteristiken des gemessenen Gases ab.
Das Fabry-Perot-Interferometer 5 wird mit Oberflächenfeinstbearbeitung realisiert, wodurch seine Herstellung für Großserienherstellungsmethoden in Massen zu geringen Preisen geeignet ist. Mittels der Oberflächenfeinstbearbeitungsverfahren werden Schichten mit maximal wenigen Mikrometern schrittweise auf einem Substrat abgelagert, wonach die Schichten dann, wie es das Verfahren verlangt, gemustert, geätzt und dotiert werden.
Jeder Blockfiltertyp der herkömmlichen Optik kann als Blockfilter 7 verwendet werden. Der Detektor 9 kann ein pyroelektrischer, Thermosäulen- oder Photodiodendetektor, je nach dem Wellenlängenbereich und der genutzten Intensität, sein. Der Blockfilter 7 kann auch als das Strahlungseingangsfenster der Detektorumhüllung dienen.
Alternativ kann ein in Fig. 4 gezeigter Aufbau genutzt werden, in der das Fabry-Perot-Interferometer 5 zusammen mit der Strahlungsquelle 1 angegaßt ist. Dann dient die Strahlungsquelle 1 als eine Quelle mit einem engen Spektrum. Analog kann der Blockfilter 7 in Verbindung mit dem Ende des Meßkanals 3 angebracht werden, das zur Strahlungsquelle 1 zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 5 wird der Schnitt des erfindungsgemäßen Interferometers gezeigt. Der untere Spiegel des Interferometers wird durch abwechselnde Siliziumdioxidschichten 12 und polykristalline Siliziumschichten 13 gebildet, die auf einem Substrat 11 abgeschieden sind. Die Wellenlänge des Paßbands wird durch die Höhe eines Luftspalts 15 bestimmt, der beispielsweise mit Fluorwasserstoffsäure (HF) über Löcher 14 in das Innere der Mehrlagenstruktur geätzt wird. Ursprünglich ist der Raum 15 durch festes Oxid gefüllt. Die Größe der Löcher 14 ist im Bereich von wenigen Mikrometern, und sie sind wie in Fig. 6 gezeigt kreisförmig angeordnet. Der Bereich 20 ist der optisch aktive Bereich des oberen Interferometerspiegels, das heißt, der Bereich, der sich während der Modulation des Interferometers in ebener Weise bewegt. Der obere Spiegel wird durch wechselweise abgeschiedene Siliziumschichten 21, 27 und Oxidschichten 28 abgeschieden. Die gemusterten Bereiche der Siliziumschichten 21, 27 zeigen an, wo das Silizium elektrisch leitend dotiert ist.
Die Modulationsspannung wird zwischen den Metallkontakten 16 angelegt. Eine polykristalline Siliziumschicht 26, die ringförmig von einer Siliziumdioxidschicht 24 umschlossen wird, wirkt während des Wegätzens der Schicht 15 als Barriere für das Ätzmittel. Die Schichten 25 sind Siliziumdioxidschichten der oberen Spiegelmembranstruktur. Ein Loch 23 in einer metallischen Schicht 17 wirkt als Apertur des Interferometers, wodurch die Übertragung von Strahlung außerhalb des optisch aktiven Mittenbereichs verhindert wird. Das Blockfilterelement wird durch eine Schicht 18 gebildet. Dieses Element besteht aus einer oder einer größeren Anzahl von /2-Schichten aus einem Material, das die gewünschte Absorptionseigenschaften aufweist. Das Wesentliche für die Funktion der Erfindung ist dabei, dass die Schicht 18 speziell eine /2-Schicht (oder ein Vielfaches davon) ist, weil solch eine Schicht keine Transmissionsverluste verursacht, die durch Brechzahlunterschiede zwischen den zu einer solchen Schicht benachbarten Schichten verursacht werden. Tatsächlich kann solch eine Schicht 18 überall zwischen zwei beliebigen dielektrischen Schichten abgeschieden werden. Eine Antireflexionsbeschichtung wird durch Schicht 19 bereitgestellt, die z. B. eine /4-Schicht aus Siliziumnitrid sein kann. Die Maßstäbe der im Diagramm verwendeten Elemente entsprechen nicht vollkommen der Realität, da beispielsweise der Bereich 28 in der Praxis ungefähr die Hälfte der diagonalen Ausdehnung der Resonatorkavität 15 bedeckt. Entsprechend sind die Bereiche 25, die in der Praxis einen angrenzenden Ring bilden, größer als hier gezeigt, wodurch auch die polykristalline Siliziumschicht in der Diagonalen enger als im Diagramm gezeigt wird. Die Metallschichtapertur 17 kann alternativ durch Dotieren eines Bereichs mit äquivalentem Muster in das Siliziumsubstrat 11 gebildet werden, da stark dotiertes Silizium für Strahlung undurchlässig ist. Wenn das Muster durch Dotierung hergestellt wird, kann die Apertur 17 auch in der unten liegenden Schicht 13 oder auf der unteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet werden. Bevorzugt ist der Flächenwiderstand (Ω/ ) des dotierten Bereichs weniger als 5 Ohm. Geeignete Dotierungsmittel sind beispielsweise Bor und Phosphor.
Mit Bezug auf Fig. 6 wird das Interferometer in der Draufsicht gezeigt.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird die berechnete Übertragungscharakteristik des Interferometers, die in Fig. 5 gezeigt ist, beispielhaft um eine Zentralwellenlänge von zwei Mikrometern gezeichnet gezeigt. Das Vorhandensein der Schicht 18 hat keine Auswirkung auf die Form der Durchlaßbandkurve.
Mit Bezug auf Fig. 8 wird das mit dem Blockfilter gefilterte Durchlaßband des Fabry-Perot-Interferometers, das in den Fig. 5 und 6 gezeigt wird, für zwei unterschiedliche Längen des Interferometerresonators aufgezeichnet. In einem Zustand ohne Modulationsspannung ist das Interferometerdurchlaßband bei 2 um zentriert, während mit der Modulation das Paßband bei 1,4 um liegt. Der Blockfilter verhindert, dass Strahlung mit Wellenlängen, die kürzer als ungefähr 1,3 um sind, den Detektor erreicht.
Da die Einzelheiten des Herstellvorgangs für das Interferometer von der vorhandenen Ausstattung abhängen, muß der unten beschriebene Herstellvorgang als beispielhaft verstanden werden. Ein Fachmann sollte mit den bei der Herstellung der in Fig. 5 gezeigten Struktur angewendeten Verfahren vertraut sein. Der Herstellvorgang beinhaltet keine Details, die von den Standardvorgängen der Oberflächenfeinbearbeitungstechniken abweichen.
Die Siliziumdioxidschichten können alternativ durch Siliziumnitridschichten ersetzt werden.

Oberseite:

1. Der genutzte Substratwafer ist ein Siliziumwafer 11, der in der (100)-Richtung orientiert und auf beiden Seiten poliert ist.
2. Der Wafer 11 wird gewaschen.
3. Eine metallische Schicht 17 wird mit einer Dicke von ungefähr 50 nm abgeschieden. Die Legierung der Metallschicht 17 kann beispielsweise TiW (Titan-Wolfram) sein.
4. Die Aperturlöcher 23 werden strukturiert.
5. Eine erste /4-Siliziumdioxidschicht 12 wächst auf.
6. Eine erste /4-polykristalline Siliziumschicht 13 wächst auf.
7. Eine zweite /4-Siliziumdioxidschicht 12 wächst auf.
8. Eine zweite /4-polykristalline Siliziumschicht 13 wächst auf.
9. Die letzte Schicht wird an den im Diagramm geschwärzten Teilen elektrisch leitend dotiert.
10. Eine /2-Siliziumdioxidschicht wächst auf.
11. Eine dritte /4-polykristalline Siliziumschicht 21 wächst auf und wird in den im Diagramm geschwärzten Bereichen elektrisch leitend dotiert.
12. Eine dritte /4-Siliziumdioxidschicht 25 wächst auf.
13. Eine dritte Siliziumdioxidschicht 25 wird strukturiert und geätzt.
14. Eine vierte polykristalline /4-Siliziumschicht 27 wächst auf der geätzten dritten Siliziumdioxidschicht 25 und wird in den im Diagramm geschwärzten Bereichen dotiert.
15. Ein Photoresist wird aufgetragen und an den Löchern 14 strukturiert abgetragen.
16. Die Löcher 14 werden durch Plasmaätzen hergestellt.
17. Eine Resonatorkavität 15 wird durch Wegätzen des Materials beispielsweise mittels HF über die Löcher 14 hergestellt.
18. Metallische Verbindungsbereiche 16 werden unter Nutzung einer mechanischen Maske abgeschieden.

Rückseite:

1. Eine strahlungsabsorbierende Schicht 18 wächst auf.
2. Eine /4-Siliziumnitridschicht 19 wächst auf.

Referenzen:

1. M. Parameswaran, A. M. Robinson, D. L. Blackburn, M. Gaitan und J. Geist, "Micromachined Thermal Radiation Emitter from a Commercial CMOS Process", IEEE Electron Device Letters, 12, 2, Februar 1991.
2. C. H. Mastrangelo, J. H-J. Yeh und R. S. Muller, "Electrical and Optical Characteristics of Vacuum Sealed Polysilicon Microlamps", IEEE Transactions an Electron Devices, 39, 6, Juni 1992.
3. K. Aratani, P. J. Prench, P. M. Sarro, R. F. Wolffenbuttel und S. Middelhoek, "Process for Surface Micromachined Beams for a Tunable Interferometer Array an Silicon", Book of Abstracts, Eurosensors V1, San Sebastian, 5-7, October 1992.

Claims

1. Elektrisch abstimmbares Fabry-Perot-Interferometer, das durch Oberflächenfeinstbearbeitungsverfahren zur Gaskonzentrationsmessung hergestellt wird, wobei das Interferometer Folgendes umfaßt:

zwei im wesentlichen parallele, benachbarte, ausgerichtete, halbdurchlässige Spiegel (21, 22), die durch einen geätzten Luftspalt in einem Abstand d beabstandet sind, der proportional zur mittleren Wellenlänge λ des Durchlaßbandes des Interferometers konzipiert ist, und zwar nach der Formel:

d = nλ/2,

wobei n eine Ganzzahl ist, die die Ordnungszahl des Interferometers anzeigt, die Ordnungszahl des Interferometers 1 bis 3 ist, wodurch das Interferometer als ein Kurzkavitätsinterferometer festgelegt ist,

eine Steuervorrichtung(16), um den Abstand zwischen den Resonatorspiegeln anzupassen,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Interferometer eine Apertur (23) in einer Schicht (17) aufweist, die gemeinsam mit der Interferometerstruktur durch die Oberflächenfeinstbearbeitungsverfahren hergestellt ist und die Übertragung von Strahlung außerhalb des optisch aktiven Mittenbereichs verhindert.

2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur (23) aus Metall hergestellt ist.

3. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur (23) durch Dotierung in dem Siliziumsubstrat (11) hergestellt ist.

4. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur (23) durch Dotierung in einer polykristallinen Membran hergestellt ist.

5. Elektrisch abstimmbares, mit Oberflächenfeinstbearbeitung hergestelltes Fabry-Perot-Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das. Interferometer ein integriertes Absorptionselement (18) aufweist, das dazu dient, eine Übertragung von Strahlung bei unerwünschten Wellenlängen durch dieses Interferometer zu verhindern.

6. Interferometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des absorbierenden Elements (18) λ/2 beträgt.

7. Elektrisch abstimmbares, mit Oberflächenfeinstbearbeitung hergestelltes Fabry-Perot-Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferometer Löcher (14) am Rand des oberen Spiegels (29) des Interferometer-Resonators für abgeätztes Material aus der Resonatorkavität aufweist.