DE4306240A1 - Novel IR radiator for integrated IR sensor systems for selective detection of methane and other gases - Google Patents

Abstract

The invention describes an apparatus and a method with which detectors can be produced for ascertaining the presence of dangerous concentrations of, for example, methane. The method guarantees selective detection and is based on the property of polyatomic gases to absorb light quanta with energies in the infrared range. In this case, according to the invention, microstructured radiators which radiate monochromatised infrared light (IR light) in spatial directions fixed by the structuring are proposed according to the invention. These novel radiators are intended to be used together with microstructured IR detectors or IR detector arrays in gas sensors (detectors) based on the infrared absorption principle. These detectors allow simultaneous selective determination of various gas components.

Description

In der Patentanmeldung P 43 01 457.6 wird eine Erfindung vorgestellt, bei der ein Verfahren und Apparat zur Detektion von brennbaren Gasen - insbesondere Methan - beschrieben wird, die den Aufbau von kostengünstigen Gasschutzsicherungen (Explosionsschutzschalter) erlaubt.In the patent application P 43 01 457.6 an invention presented in which a method and apparatus for detection of flammable gases - especially methane - described that is building inexpensive Gas protection fuses (explosion protection switch) allowed.

Während bei Elektroinstallationen die Verwendung von elektrischen Schutzsicherung gesetzlich vorgeschrieben ist, fehlen vergleichbare Vorrichtungen und Vorschriften im Bereich der Gasinstallationstechnik und das, obwohl relativ häufig Explosionsunfälle mit tödlichem Ausgang verschiedenenorts aufgetreten sind.While in electrical installations the use of electrical protection is required by law, comparable devices and regulations are missing in the Area of gas installation technology and that, although relative often fatal accidents have occurred in different locations.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das in der Patentanmeldung P 43 01 457.6 vorgestellte Verfahren und den vorgestellten Apparat derart weiterzuentwickeln, daß die Selektivität für explosive Gase verbessert wird und die Herstellungskosten soweit verringert werden können, daß Explosionsschutzschalter vorteilhaft zu günstigen Preisen auf den Markt eingeführt werden können.The object of the present invention is that in the Patent application P 43 01 457.6 presented method and to develop the apparatus presented in such a way that the Selectivity for explosive gases is improved and the Manufacturing costs can be reduced so far that Explosion protection switches advantageous at affordable prices can be introduced to the market.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch den Einsatz von Mikrosystemtechniken miniaturisierte Gasdetektor-Systeme aufgebaut werden, die den physikalischen Effekt ausnutzen, daß mehratomige Gasmoleküle Lichtquanten mit Energien im Infrarotbereich absorbieren. According to the invention the object is achieved in that miniaturized the use of microsystem technologies Gas detector systems are built that match the physical Take advantage of the fact that polyatomic gas molecules light quanta absorb with energies in the infrared range.  

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, bekannte Methoden der Makrooptik auf ein mikrooptisches System zu übertragen. Insbesondere wird vorgeschlagen, eine beheizbare Schicht (z. B. Polysilizium) mit einem Mikrogitter oder einer Mikrozonenplatte (Prinzip der Fresnelsche Zonenplatte) oder Echlettegitter zu bedecken.In a further embodiment of the invention suggested known methods of macro optics on a to transmit micro-optical system. In particular proposed a heatable layer (e.g. polysilicon) with a micro grid or a micro zone plate (principle the Fresnel zone plate) or Echlette grating cover.

Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei, das Prinzip von Gittermonochromatoren anzuwenden. Mittels Mikrosystemtechniken kann so ein neuartiger Strahler realisiert werden, der z. B. den integrierten Aufbau eines IR-Gitter-Gasspektrograph erlaubt.It proves to be particularly advantageous here that Apply the principle of lattice monochromators. Means Such a new type of spotlight can do microsystem technology be realized, the z. B. the integrated structure of a IR grid gas spectrograph allowed.

Die Infrarotabsorptionslinien vieler Gase liegen im Bereich von 3-12 µm. Gitterabstände in diesem Bereich sind einfach zu realisieren. Im einfachsten Fall könnte eine Heizmäander mit entsprechendem Mäanderabstand als Gitter ausgelegt werden.The infrared absorption lines of many gases are in the range from 3-12 µm. Grid distances in this area are simple to realize. In the simplest case, a heating meander could designed with a corresponding meandering distance as a grid become.

Die Heizmäander könnte mit Ag-Oxid beschichtet werden, so daß die Strahlungsintensität gegenüber den Zwischenräumen deutlich erhöht wird oder der Heizer wird im Pulsbetrieb betrieben. Alternativ sind auch geätzte Gitter, die über eine Polysiliziumheizschicht aufgebracht sind, verwendbar. Durch solche Anordnungen erhält man quasi Sinusgitter, die die breitbandige Temperaturstrahlung winkelabhängig in die kontinuierlichen Wellenlängenanteile zerlegen, vgl. Fig. 1. Die Wellenlängen im µm-Bereich ermöglichen eine Geometrie zu wählen, die große Beugungswinkel liefern, d. h. es sind kleine Abstände zwischen IR-Quelle und IR-Detektoren möglich. The heating meander could be coated with Ag oxide, so that the radiation intensity compared to the gaps is significantly increased or the heater is operated in pulse mode. Alternatively, etched gratings that are applied over a polysilicon heating layer can also be used. Such arrangements result in quasi sine gratings, which break down the broadband temperature radiation into the continuous wavelength components depending on the angle, cf. Fig. 1. The wavelengths in the µm range make it possible to choose a geometry that provides large diffraction angles, ie small distances between the IR source and IR detectors are possible.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß die abgestrahlte Temperaturstrahlung in die durch die Strukturierung festgelegte Raumrichtungen monochromatisiert ist.These measures have the advantage that the radiated Thermal radiation in through the structuring specified spatial directions is monochromatized.

Weiterhin ergibt sich bei diesen Maßnahmen als besonders vorteilhaft die Tatsache, daß gegenüber dem in der Anmeldung P 43 01 457.6 erläuterten Vorschlag gleichzeitig mehrere Gase selektiv nachweisbar sind, wenn eine entsprechende Anzahl mikrostrukturierter IR-Detektoren Thermosensoren oder pyroelektrische Elemente) an den jeweils unterschiedlichen Ablenkort der gebeugten IR-Primärstrahlung positioniert und deren Signale gemäß den Vorschlägen in P 43 01 457.6 ausgewertet werden, vgl. Fig. 1, 2 und 5.Furthermore, these measures result in a particularly advantageous fact that, compared to the proposal explained in the application P 43 01 457.6, several gases can be detected selectively at the same time if a corresponding number of microstructured IR detectors (thermal sensors or pyroelectric elements) are sent to the different deflection location of the diffracted IR primary radiation and whose signals are evaluated according to the suggestions in P 43 01 457.6, cf. Fig. 1, 2 and 5.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung besteht der Strahler aus einer gitterförmigen Heizmäander, die auf einem Trägermaterial (z. B. Silizium oder Keramik) aufgebracht ist, wobei das Trägermaterial unter der Gitterstruktur möglichst dünn gewählt werden sollte, um einen möglichst hohen Wärmeleitfähigkeitswiderstand zu ereichen, vgl. Fig. 3a u. b. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß Gitter und Heizer (IR-Strahler) identisch sind (kostensparend). Wird eine solche Gitter- bzw. Heizmäander kontinuierlich oder pulsförmig betrieben, so stellt sich nach einer gewissen Zeit ein Gleichgewichtszustand der Temperaturverteilung ein, so daß die IR-Beugungseigenschaften verloren gehen bzw. an allen Ortspunkten wieder nichtmonochromatische Strahlung vorliegt. Je höher der Wärmeleitungswiderstand zwischen den Heizmäandern ist, desto länger bleiben die Beugungseigenschaften für IR-Strahlung erhalten. Durch pulsförmiges Heizen der Heiz- bzw. Gittermäander kann die Zeitdauer, in der die Gittermäander die Beugungseigenschaften beibehält, nochmals verlängert werden. In a simple embodiment of the invention, the radiator consists of a grid-shaped heating meander which is applied to a carrier material (e.g. silicon or ceramic), the carrier material under the grid structure being chosen to be as thin as possible in order to achieve the highest possible thermal conductivity resistance, see. Fig. 3a ub This measure has the advantage that the grid and heater (IR radiator) are identical (cost-saving). If such a grating or heating meander is operated continuously or in pulse form, the temperature distribution will reach a state of equilibrium after a certain time, so that the IR diffraction properties are lost or non-monochromatic radiation is again present at all locations. The higher the thermal conductivity between the heating meanders, the longer the diffraction properties for IR radiation are retained. By pulsed heating of the heating or lattice meanders, the period of time in which the lattice meanders maintain the diffraction properties can be extended again.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Oberfläche der Heizmäander mit Materialien zu beschichten (z. B. mit Silberoxid), die die Schwarzkörperstrahlung der Mäander verbessern, vgl. Fig. 3c.In a further embodiment of the invention it is proposed to coat the surface of the heating meanders with materials (for example with silver oxide) which improve the blackbody radiation of the meanders, cf. Fig. 3c.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auch im thermischen Gleichgewicht die Strahlungsintensität von Gitterheizmäanderoberfläche und Substratoberfläche zwischen den Mäandern hinreichend groß bleibt, um einen Beugungseffekt und damit eine Monochromatisierung zu erreichen.This measure has the advantage that even in the thermal Balance the radiation intensity of Grid heating meander surface and substrate surface between the meanders remains sufficiently large to accommodate one Diffraction effect and thus monochromatization too to reach.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden geätzte Mikrostrukturen in Form von Gittern angelegt, denen eine Heizschicht von z. B. Polysilizium unterlegt wird, vgl. Fig. 4. Diese Ausgestaltung entspricht der schematisch dargestellten Anordnungen in Fig. 1b bzw. Fig. 2b.In a further embodiment of the invention, etched microstructures are created in the form of grids, which a heating layer of z. B. polysilicon is underlaid, cf. Fig. 4. This embodiment corresponds to the schematically illustrated arrangements in Fig. 1b and Fig. 2b.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß im Pulsbetrieb der IR- Quelle die Beugungseigenschaften aufgrund des höheren Wärmeleitfähigkeitswiderstandes deutlich länger erhalten bleibt, d. h. die selektive Messeigenschaften können besser ausgenutzt werden.This measure has the advantage that the IR Source the diffraction properties due to the higher Preserve thermal conductivity significantly longer remains, d. H. the selective measurement properties can do better be exploited.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden neben Gitterstrukturen auch andere aus der makroskopischen Optik bekannte Elemente auf die mikrooptische Systeme übertragen, um z. B. IR-Strahlung in einzelne Wellenlängenanteile zu zerlegen. Si ist für IR-Strahlung im Bereich von 1-15 µm durchlässig. Durch eine beidseitige aber unterschiedlich dicke Metallbeschichtung läßt sich ein miniaturisiertes IR- Fabry-Perot Interferometer realisieren, das ebenfalls als schmalbandige IR-Quelle für das Mikrodetektionssystem eingesetzt werden kann, vgl. Fig. 7 a, b u. c. In a special embodiment of the invention, in addition to lattice structures, other elements known from macroscopic optics are also transferred to the microoptical systems in order, B. break down IR radiation into individual wavelength components. Si is transparent to IR radiation in the range of 1-15 µm. A miniaturized IR Fabry-Perot interferometer, which can also be used as a narrow-band IR source for the microdetection system, can be realized by means of a metal coating on both sides but of different thicknesses, cf. Fig. 7 a, b uc

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Auflösung nahezu beliebig vorwählbar ist.This measure has the advantage that the resolution is almost can be selected as required.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche des IR-Strahlers als mikrostrukturiertes Echelettegitter ausgelegt, das durch eine Heizschicht beheizt wird, wobei jeweils eine Flanke der Dreieckstruktur beschichtet sein kann, vgl. Fig. 6.In a further embodiment of the invention, the surface of the IR radiator is designed as a microstructured echelette grating that is heated by a heating layer, whereby one flank of the triangular structure can be coated, cf. Fig. 6.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Intensität der Strahlung am Ort der Detektoren deutlich erhöht werden kann, falls z. B. die 1. Ordnung der Beugungsmuster detektiert und ausgewertet werden.This measure has the advantage that the intensity of the Radiation at the location of the detectors can be increased significantly if e.g. B. the 1st order of the diffraction pattern is detected and be evaluated.

In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen die in der Patentanmeldung P 43 01 457.6 schematisch dargestellten Anordnungen der Infrarotfilter zu erweitern, indem den dort angeordneten IR-Filtern IR-Gitter vor- oder nachgelagert werden, so daß beide Einheiten Filter und Gitter zu einer neuen selektiven Filtereinheit zusammengefast werden.In a special embodiment of the invention proposed in the patent application P 43 01 457.6 schematically illustrated arrangements of the infrared filter expand by using the IR filters arranged there IR grating upstream or downstream, so that both units filter and grid to a new selective filter unit be summarized.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Selektivität für bestimmte Gase z. B. Methan verbessert werden kann.This measure has the advantage that the selectivity for certain gases e.g. B. methane can be improved.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen und in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Further advantages result from the description and the enclosed drawings. It is understood that the above and those below explanatory features not only in the specified Combination, but also in other combinations and in Can be used without the scope of the to leave the present invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählten Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is selected below based on a few Embodiments in connection with the accompanying Drawings explained. Show it:

Fig. 1: Fig. 1:

• a) Schematische Anordnung des aktiv geheizten Gitters (2) das unmittelbar auf einem Trägersubstrat (1) aufgebracht ist. An Orten an denen durch konstruktive Interferenz Beugungsmaxima auftreten sind mehrere breitbandige Infrarotdetektoren (3) so angebracht, daß jeder IR- Detektor nur von einem kleinen Bereich der Wellenlängenanteile erfaßt wird;a) Schematic arrangement of the actively heated grid ( 2 ) which is applied directly to a carrier substrate ( 1 ). At locations where diffraction maxima occur due to constructive interference, several broadband infrared detectors ( 3 ) are mounted in such a way that each IR detector is only detected by a small range of the wavelength components;
• b) wie a) jedoch sind hier Heizer (4) und Gitter (5) räumlich getrennt angeordnet.b) like a) but here heater ( 4 ) and grille ( 5 ) are spatially separated.

Fig. 2: Fig. 2:

• a) Schematische Anordnung eines speziellen aktiv geheizten Gitters, Zonengitter bzw. -platte (7), das unmittelbar auf einem Trägersubstrat (6) aufgebracht ist. An Orten, an denen durch konstruktive Interferenz Beugungsmaxima auftreten, sind mehrere breitbandige Infrarotdetektoren (3) so angebracht, daß jeder IR-Detektor nur von einem kleinen Bereich der Wellenlängenanteile erfaßt wird.a) Schematic arrangement of a special actively heated grid, zone grid or plate (7), which is applied directly to a carrier substrate ( 6 ). At locations where diffraction maxima occur due to constructive interference, several broadband infrared detectors ( 3 ) are installed in such a way that each IR detector is only detected by a small range of the wavelength components.
• b) wie a) jedoch sind hier Heizer (4) und Zonengitter (8) räumlich getrennt angeordnet.b) like a) but here heater ( 4 ) and zone grille ( 8 ) are arranged spatially separated.

Fig. 3: Fig. 3:

• a) Schematische Ausführung eines aktiv beheizbaren Gitters (2), das auf einem Substrat (1) aufgebracht ist. Die Anschlußflächen (9) ermöglichen die Kontaktierung des Gitters.a) Schematic embodiment of an actively heatable grid ( 2 ) which is applied to a substrate ( 1 ). The connection surfaces ( 9 ) allow the grid to be contacted.
• b) Draufsicht der Darstellung von a). Man erkennt die als Membran ausgelegte Struktur des Substrates (1).b) Top view of the representation of a). The structure of the substrate ( 1 ) designed as a membrane can be seen.
• c) wie b) jedoch ist das Gitter (2) mit einer Beschichtung (10) versehen, die eine effektivere Abstrahlung der Schwarzkörperstrahlung gewährleistet.c) Like b), however, the grating ( 2 ) is provided with a coating ( 10 ) which ensures more effective radiation of the blackbody radiation.

Fig. 4: Fig. 4:

Schematische Ausführung einer Anordnung gemäß Fig. 1b. Die Gitterstruktur (11) wird von breitbandige Infrarotstrahlung (14) durchstrahlt. Die breitbandige Infrarotquelle kann z. B. durch eine Polysiliziumheizschicht (13) realisiert werden, die in einem Siliziumsubstrat (12) prozessiert wurde.Schematic implementation of an arrangement according to FIG. 1b. Broadband infrared radiation ( 14 ) shines through the grating structure ( 11 ). The broadband infrared source can e.g. B. by a polysilicon heating layer ( 13 ), which was processed in a silicon substrate ( 12 ).

Fig. 5: Fig. 5:

Schematische Ausführung einer Anordnung gemäß Fig. 1a. Die Gitterstruktur (2) ist gemäß Fig. 3 ausgelegt. Oberhalb der Gitterstruktur sind mehrere Infrarotdetektoren (16) angebracht, die die durch Beugungs- und Interferenzeffekte an unterschiedlichen Orten abgelenkten Wellenlängenanteile gleichzeitig detektieren. Schematic implementation of an arrangement according to FIG. 1a. The grid structure ( 2 ) is designed according to FIG. 3. A plurality of infrared detectors ( 16 ) are attached above the grating structure and simultaneously detect the wavelength components deflected by diffraction and interference effects at different locations.

Gase, die zwischen der Gitterstruktur (2) und den Infrarotdetektoren (16) die gasartcharakteristische Wellenlänge ausblenden bzw. absorbieren, können so selektiv, quantitativ und gleichzeitig nachgewiesen werden.Gases that block out or absorb the wavelength characteristic of the gas type between the grating structure ( 2 ) and the infrared detectors ( 16 ) can thus be detected selectively, quantitatively and simultaneously.

Fig. 6: Fig. 6:

Diese zeigt eine besondere Ausführung des aktiv beheizbaren Gitters gemäß der Anordnung in Fig 3a, b und c. Die beschichteten Flanken (18) dienen zur effektiveren und gerichteten Abstrahlung der Infrarotstrahlung. Durch z. B. einer Polysiliziumschicht (19) die in einem Siliziumsubstrat (17) prozessiert ist, läßt sich die Gitterstruktur (18) beheizen.This shows a particular embodiment of the actively heated grid in accordance with the arrangement of Figure 3 a, b and c. The coated flanks ( 18 ) are used for more effective and directed radiation of the infrared radiation. By z. B. a polysilicon layer ( 19 ) which is processed in a silicon substrate ( 17 ), the grid structure ( 18 ) can be heated.

Fig. 7: Fig. 7:

Diese zeigt die schematische Anordnung eines modifizierten Fabry-Perot-Interferomer-Prinzips als monochromatisierte Infrarotstrahlungsquelle.This shows the schematic arrangement of a modified Fabry-Perot interferomer principle as monochromatized Infrared radiation source.

• a) Der IR-Strahler besteht aus einer kristallinen Siliziumschicht (21), die zweiseitig mit einer Metallschicht (20) versehen wird. Dabei ist es vorteilhaft, die Metallschichtdicke unterschiedlich zu wählen, so daß auf der Rückseite ein geringeres Transmissionsvermögen als auf der Vorderseite erreicht wird. Zwischen der rückseitigen Metallisierung und der Heizschicht (23) ist eine Isolatorschicht (22) angebracht.a) The IR radiator consists of a crystalline silicon layer ( 21 ) which is provided on both sides with a metal layer ( 20 ). It is advantageous to choose the metal layer thickness differently, so that a lower transmission capacity is achieved on the back than on the front. An insulator layer ( 22 ) is attached between the rear metallization and the heating layer ( 23 ).
• b) wie a) jedoch ohne Heiz- und Isolatorschicht, da anstelle der kristallinen Siliziumschicht eine dotierte Polysiliziumschicht verwendet wird, die aktiv beheizbar ist und somit die Infrarotstrahlung bzw. Temperaturstrahlung bereits in der Polysiliziumschicht erzeugt wird. b) as a) but without heating and insulator layer, because instead a doped crystalline layer Polysilicon layer is used, which is actively heated and thus the infrared radiation or Thermal radiation already in the polysilicon layer is produced.  
• c) Auslegungsbeispiel einer Mehrfachanordnung gemäß a) oder b) bzw. a) und b).c) Design example of a multiple arrangement according to a) or b) or a) and b).

Claims (10)

1. Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Detektion von brennbaren und explosiven Gasen insbesondere Methan (Explosionsschutzschalter) gemäß der Patentanmeldung P 43 01 457.6,
wobei mikrostrukturierte Strahler, die monochromatisiertes Infrarotlicht (IR-Licht) in durch die Strukturierung festgelegte Raumrichtungen abstrahlen, verwendet werden,
wobei diese neuartigen Strahler zusammen mit mikrostrukturierten IR-Empfängern, bzw. IR-Empfänger-Arrays, z. B. in Gasdetektorsysteme nach dem Prinzip der Infrarotabsorption verwendet werden können, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß eine Leiterbahn (2) mäanderförmig auf einem Substrat (1) aus Silizium oder Keramik derart aufgebracht und angeordnet wird, daß diese bei Stromdurchfluß oder indirekter Beheizung Infrarotstrahlung im Bereich von 1 bis etwa 20 µm winkelabhängig aufgrund konstruktiver Interferenz abstrahlt. Dies kann z. B. durch eine gitterähnliche (2) oder zonenplattenähnliche (7) Anordnung der Mäander erreicht werden.

1. Method and device for the selective detection of flammable and explosive gases, in particular methane (explosion protection switch) according to patent application P 43 01 457.6,
microstructured radiators which emit monochromatized infrared light (IR light) in spatial directions defined by the structuring are used,
these novel emitters together with microstructured IR receivers, or IR receiver arrays, e.g. B. can be used in gas detector systems according to the principle of infrared absorption, characterized in that

• 1. that a conductor track ( 2 ) meandering on a substrate ( 1 ) made of silicon or ceramic is applied and arranged such that it emits infrared radiation in the range of 1 to about 20 microns depending on the angle due to constructive interference with current flow or indirect heating. This can e.g. B. by a grid-like ( 2 ) or zone-plate-like ( 7 ) arrangement of the meanders can be achieved.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Substrates (1), der sich unterhalb der Mäander (2) befindet, gegenüber dem übrigen Substratteil z. B. durch Unterätzen verdünnt wurde. 2. Device according to claim 1, characterized in that the part of the substrate ( 1 ), which is located below the meander ( 2 ), z. B. was diluted by under-etching. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mäanderstruktur derart beschichtet ist, daß die Infrarotstrahlungsintensität der Mäanderstruktur relativ zum Substrat weiter erhöht wird. Dies kann z. B. durch eine Beschichtung mit Silberoxid erreicht werden.3. Device according to claim 1, characterized in that that the meandering structure is coated such that the Infrared radiation intensity of the meander structure relative to the substrate is further increased. This can e.g. B. by a coating with silver oxide can be achieved. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Mäanderstruktur (2) ein Array bestehend aus mindestens zwei Infrarotdetektoren gemäß (15, 16) derart angebracht ist, daß jeder Detektor des Arrays mit einem anderen Wellenlängenbereich des IR-Strahlers beaufschlagt wird.4. Apparatus according to claims 1-3, characterized in that above the meandering structure ( 2 ) an array consisting of at least two infrared detectors according to ( 15, 16 ) is attached such that each detector of the array acts on a different wavelength range of the IR radiator becomes. 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine aktiv oder passiv beheizbare Heizschicht (13) unter einem Mikrogitter (11) oder einer Mikrozonenplatte (8) so angebracht ist, daß oberhalb des Mikrogitters an bestimmten Orten monochromatisierte Infrarotstrahlung auftritt.5. The device according to claims 1-3, characterized in that an actively or passively heatable heating layer ( 13 ) under a micro grid ( 11 ) or a micro zone plate ( 8 ) is attached so that monochromatized infrared radiation occurs at certain locations above the micro grid. 6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Dreieckstrukturen (Echelettegitter) auf einem Substrat (17) aufgebracht und mit einer Heizschicht (19) beheizt werden.6. The device according to claim 1-3, characterized in that triangular structures (Echelette grating) are applied to a substrate ( 17 ) and heated with a heating layer ( 19 ). 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Flanke der Dreieckstruktur mit einem Material (18) z. B. Silberoxid beschichtet ist. 7. The device according to claim 6), characterized in that in each case an edge of the triangular structure with a material ( 18 ) z. B. silver oxide is coated. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß kristallines Silizium (21) zweiseitig mit einer Metallschicht (20) beschichtet ist, wobei die Metallisierung (20) unterschiedlich dick ausgelegt sein kann und die Anordnung von einer Heizschicht (23), die durch eine Isolationsschicht (22) von der Metallschicht (20) getrennt ist, beheizt wird, so daß monochromatisierte Infrarotstrahlung aus der anderen Metallschicht austritt.8. The device according to claim 1-3, characterized in that crystalline silicon ( 21 ) is coated on both sides with a metal layer ( 20 ), wherein the metallization ( 20 ) can be of different thickness and the arrangement of a heating layer ( 23 ) is separated from the metal layer ( 20 ) by an insulation layer ( 22 ), so that monochromatized infrared radiation emerges from the other metal layer. 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dotiertes Polysilizium (24) zweiseitig mit einer Metallschicht (20) beschichtet ist, wobei die Polysilizumschicht so kontaktiert ist, daß sie aktiv beheizbar ist.9. The device according to claim 1-3, characterized in that doped polysilicon ( 24 ) is coated on both sides with a metal layer ( 20 ), wherein the polysilicon layer is contacted so that it is actively heated. 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 und 9 dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtungen aus Anspruch 8 und 9 derart kombiniert werden, daß zwei Siliziumschichten, die mit einer Metallschicht (20) beschichtet sind durch eine Metallschicht (20) getrennt sind, wobei die Anordnung aktiv gemäß Anspruch 8 oder 9 beheizt werden kann.10. The device according to claim 8 and 9 characterized in that the devices of claims 8 and 9 are combined such that two silicon layers which are coated with a metal layer ( 20 ) are separated by a metal layer ( 20 ), the arrangement being active can be heated according to claim 8 or 9.