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微电(sh)子技术研I机构IHP-LeibnizInstitute以及(qing)德国航太研究中心(DLR)Q合作开发了一U尺寸小巧、具成本效益的气体质谱分?gasspectroscopy)感测pȝQ运作于245GHz频率Q而该pȝ也是全球W一套以矽锗(SiGe)晶片制作发送与接收器的pȝ? IHP-Leibniz表示Q该机构开发了一U具成本效益的方法来刉所需的SiGe半导体元件──也就是整合了天线的发送器与接收器晶片Q运作频率再238GHz~252GHzQ由于那些元件是采用标准矽制E技术,可利用现有半g讑֤Q因此能降低生成本Qƈ为气体感器建立一个迄今无法达成的低h(hun)格技术基?
新研发的气体感测器具备庞大的应用潜力Q包括用以侦有毒气体,或是q用在半g产业的化学制E控Ӟ此外该类感测器也能应用在ȝ保健领域Q例如藉由分析病(zhn)所呼出的气体来协助侦测肺部疄?
IHP-Leibniz开发小寸、低成本的气体质谱分析系l?
毫米波吸收光?Millimeterabsorptionspectroscopy)技术是已经存在实验室的技术,应用在分子光谱学(molecularspectroscopy)与无U天文学(radioastronomy)领域Q判定分子的度Q传l上该技术所使用的RF发射源──萧特Z极体与下行频率乘法器(downstreamfrequencymultipliers)──都非常昂贵且W重Q虽然近几年来也有一些商用毫cxL频率乘法器可做ؓ(f)RF发射源,体积也很y、但h仍相对较高?
最q一个美国研I团队也开发出q作频率?10~270GHz的气体质谱分析系l,采用商用化的毫米波元Ӟ不过q类pȝ的h(hun)格目前还是取决于高生产成本的毫米波元件。而理惛_的解x案是能利用以成熟的SiGe或CMOS制程生的晶片,如此才能大幅降低pȝ成本?
IHP-Leibniz的研Ih员所开发之SiGe接收器与发送器晶片原型Q支?38~252GHzq作频率Q范围虽然较H,但研Ih员强调这只是原型晶片Q接下来会(x)有性能更提升的版本。该机构展示的系l利用一个光学试验台(opticalbench)来承载发与接收模组Q有效天U增益是l由一个透镜来放大;q行气体质谱量测Ӟ一个尺寸约0.6m的气体吸收单?gasabsorptioncell)?x)被攄在发送器与接收器之间?
接收器的IF讯号?x)利用一般商用实验室量测技术,被纪录ؓ(f)发送频率的一个函敎ͼ研究人员在发送器与接收器都整合了本地振荡器,光率藉由外部的PLL?sh)\来稳定。两个PLL单元采用两个h恒定偏移的参考频率,能在一ơ完整的扫描后ؓ(f)接收器徏立一个恒定的中频频率Q因此能根侦到非常微小的振q变化做为气体吸收分析结果?