비분산적외선 CO2 센서를 위한 DBR기반의 패브리 페로-필터 설계 및 성능 연구

도남곤; 정대웅; 이준엽; 정동건; 공성호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 도남곤 (한국생산기술연구원) 정대웅 (한국생산기술연구원) 이준엽 (한국생산기술연구원) 정동건 (한국생산기술연구원 안전시스템연구그룹) 공성호 (경북대학교)

저널정보: 한국센서학회 센서학회지 센서학회지 제30권 제4호

발행연도: 2021.1

수록면: 250 - 254 (5page)

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A highly sensitive and selective non-dispersive infrared (NDIR) carbon dioxide gas sensor requires achieving high transmittance and narrow full width at half maximum (FWHM), which depends on the interface of the optical filter for precise measurement of carbon dioxide concentration. This paper presents the design, simulation, and fabrication of a Fabry?Perot filter based on a distributed Bragg reflector (DBR) for a low-cost NDIR carbon dioxide sensor. The Fabry?Perot filter consists of upper and lower DBR pairs, which comprise multilayered stacks of alternating high- and low-index thin films, and a cavity layer for the resonance of incident light. As the number of DBR pairs inside the reflector increases, the FWHM of the transmitted light becomes narrower, but the transmittance of light decreases substantially. Therefore, it is essential to analyze the relationship between the FWHM and transmittance according to the number of DBR pairs. The DBR is made of silicon and silicon dioxide by RF magnetron sputtering on a glass wafer. After the optimal conditions based on simulation results were realized, the DBR exhibited a light transmittance of 38.5% at 4.26 μm and an FWHM of 158 nm. The improved results substantiate the advantages of the low-cost and minimized process compared to expensive commercial filters.

#Carbon dioxide (CO2) #Non-dispersive infrared (NDIR) #Fabry-Perot filter #Distributed bragg reflector.

참고문헌 (15)

참고문헌 신청

A. F. Pérez-Cadenas / 2013 / Metal-doped carbon xerogels for the electro-catalytic conversion of CO2 to hydrocarbons / Carbon N. Y. 56:324~331

B. Liao / 2001 / Study on CuOBaTiO3semiconductor CO2 sensor / Sens. Actuator 80:208~214

M. Febrina / 2019 / Development of a simple CO2 sensor based on the thermal conductivity detection by a thermopile / Meas. J. Int. Meas. Confed 133:139~144

T. V. Dinh / 2016 / A review on non-dispersive infrared gas sensors : Improvement of sensor detection limit and interference correction / Sens. Actuator, B-Chem. 231:529~538

R. Bogue / 2015 / Detecting gases with light : A review of optical gas sensor technologies / Sens. Rev. 35(2):133~140

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