Optyczne diagnostyka gazów z zastosowaniem przestrajalnych laserów diodowych
W ostatnich latach poczyniono znaczne postępy w dziedzinie półprzewodnikowych laserów świecących w bliskiej podczerwieni. Znajdują one zastosowanie jako źródła światła w telekomunikacji i w bardzo szybkich zintegrowanych sieciach komputerowych, a także w optycznych pamięciach masowych. Ponadto mały rozmiar i modułowa elastyczność przestrajalnych laserów diodowych przetarły szlak dla nowej generacji kompaktowych i niezawodnych czujników gazu. Molekularna spektroskopia absorpcyjna w bliskiej podczerwieni jest jedną z dziedzin, w której najszybciej rozwija się zastosowanie przestrajalnych laserów diodowych. Pierwsze czujniki optyczne działające na zasadzie spektroskopii opartej na przestrajalnych laserach diodowych powstawały dzięki badaniom naukowym. Ostatnio naukowcy z Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik w Niemczech postanowili rozszerzyć zastosowanie laserowych czujników optycznych, dotąd używanych do monitoringu skażeń powietrza, i wykorzystać je w procesach przemysłowych. Wraz z rosnącą złożonością procesu wytwarzania przyrządów półprzewodników kluczowego znaczenia w jego kontroli nabiera analiza czystości gazów na bieżąco. Spektrometr optyczny opracowany w toku projektu ASSYST jest atrakcyjnym rozwiązaniem, alternatywnym do konwencjonalnych metodologii kontroli opartych na monitorowaniu ciśnienia w komorze, przepływu gazu oraz energii wysłanej i odbitej. Wykrywanie ważnych aspektów procesu wytwarzania półprzewodników przy użyciu metodologii kontroli bezpośredniej bywa zawodne, natomiast ten spektrometr działający w bliskiej podczerwieni zapewnia nadzwyczajną czułość na obecność tlenu i par. Jego konstrukcja nie tylko umożliwia wykrywanie tlenu pochodzącego z rozpadu wody lub powstającego na skutek odgazowywania ze ścian komór obróbki próżniowej, ale też mierzenie śladowych ilości gazów zanieczyszczających, na przykład siarkowodoru (H2S). Ponadto modułowa budowa zespołu spektrometru umożliwia dobór szeregu podzespołów spektroskopowych i poprawienie sprawności systemu, gdy tego wymaga konkretne zastosowanie.
