En av de största utmaningarna idag gäller jordens klimat och ökningen av växthusgaser i atmosfären på grund av mänsklig aktivitet. IRnova utvecklar och tillverkar högkvalitativa detektormatriser som är känsliga för infrarött (IR) ljus och som har väldigt god prestanda. IRnovas projekt ”Utökad SWIR-avbildning för rymdapplikationer” syftar till att anpassa dessa detektormatriser för kunna analysera klimatpåverkan från växthusgaser.

En nyckelteknologi för att detektera och kvantifiera dessa utsläpp är IR-avbildning inom våglängdsområdet 700 nm-2,5 μm (eSWIR=Extended Short Wave InfraRed), som innehåller relevanta absorptionsband hos koldioxid och kvävedioxid.  

Förutom rymdspecifika tillämpningar finns det ett antal jordbundna användningsområden som också kan adresseras av projektresultatet. Det kan till exempel användas till att i mörker se genom glas, dimma och rök, för att visualisera skuggor och kontrast, samt för gasdetektion.

IRnova använder idag detektormaterialet InAs/GaSb T2SL (Type II SuperLattice) för applikationer inom våglängdsområdena 3-5 μm och 8-12 μm. Att skifta nuvarande detektordesign till kortare våglängder möjliggör för IRnova att möta dagens efterfrågan inom rymd- och miljöanalys. Med denna teknik kan stora och känsliga eSWIR detektormatriser tillverkas med mycket hög uniformitet och stabilitet.

Projektets mål är att demonstrera att eSWIR-detektorer baserade på T2SL är en konkurrenskraftig teknologi för rymdapplikationer. Detta kommer att göras genom att tillverka detektormatriser och validera deras uniformitet och prestanda. Målprestanda för detektorn överensstämmer med Esa-kravspecifikationerna för både den hyperspektrala CHIME-detektorn och eSWIR-detektorn avsedda för koldioxidövervakningsuppdraget (CO2M), båda initierade av Copernicusprogrammet som leds av den europeiska kommissionen.

Projektresultat

En av nutidens största utmaningarna är att minska utsläppen av växthusgaser i atmosfären för att kunna bromsa klimatförändringarna. Koncentrationen av dessa växthusgaser kan mätas med infraröd (IR) detektorteknologi. IRnova har i detta projekt utvecklat en bildsensor som kan detektera IR-ljus i våglängdsområdet 1.7-3.5 µm (eSWIR) där växthusgaser såsom koldioxid, kvävedioxid och metan har stark absorption och därmed är möjliga att upptäcka. Det IR-känsliga material som designats för detta består av ett InAs/GaSb supergitter (T2SL) där tjocklekarna på de olika InAs- och GaSb-skikten i materialet styr vilka våglängder hos det infallande ljuset som detekteras. IR-detektorer baserat på detta material har tillverkats och utvärderats av IRnova med god prestanda vid en relativt hög arbetstemperatur (110 K). Den högre temperaturen medför att betydligt mindre kylare kan användas för dessa detektorer än med befintlig teknologi, vilket ger mindre och billigare IR-kameror med bibehållen hög känslighet.