Beschleunigungsempfindlichkeit pyroelektrischer Sensoren

Pyroelektrische Detektoren besitzen in der Infrarotmesstechnik große Bedeutung.
Sie sind Bestandteil fast aller Bewegungsmelder und finden in Systemen für die Gaserkennung und Spektroskopie Anwendung. Als thermische Detektoren sind sie zwar gegenüber halbleiterbasierten Quantendetektoren hinsichtlich
Responsivität und Detektivität unterlegen, lassen sich aber vergleichsweise preiswert fertigen und sind ohne zusätzliche Kühlung zu betreiben.
Allerdings müssen piezoelektrische Sensoren für viele Anwendungsgebiete strahlungsmoduliert werden, da sie nur wechsellicht-, nicht jedoch gleichlichtempfindlich
sind. Übliche Strahlungsmodulatoren, z. B. Chopperräder, verursachen allerdings durch unvermeidliche Unwuchten Störbeschleunigungen.
Da pyroelektrische Materialien aber immer auch piezoelektrisch aktiv sind, verursachen diese Störbeschleunigungen unerwünschte Detektorsignalanteile, die das Sensorsignal verfälschen. Dieser Effekt wird bei pyroelektrischen Sensoren oft auch als Mikrofonie-Effekt bezeichnet.
Die vorliegende Dissertation untersucht systematisch den Einfluss unterschiedlichster Entwurfsparameter auf die Mikrofonie-Empfindlichkeit pyroelektrischer Sensoren. Dabei konnten die wesentlichen Einflussfaktoren
bestimmt und Regeln für einen mikrofoniegerechten Entwurf abgeleitet werden. Dies schafft die Grundlagen, ungekühlte pyroelektrische Infrarotsensoren mit hoher Unempfindlichkeit gegen äußere Beschleunigungsanregungen
und mit hoher Responsivität zu entwickeln.