Themen für Studien-, Master- und Diplomarbeiten

Die InfraTec GmbH Infrarotsensorik und Messtechnik hat sich seit 1991 mit inzwischen ca. 200 Mitarbeitern zu einem etablierten Dresdner Unternehmen der industriellen Messtechnik entwickelt. Spezialisiert auf die Infrarottechnologie entwickeln, produzieren und vertreiben wir hochwertige optoelektronische Bauelemente, Geräte und Systemlösungen.

Im Geschäftsbereich Infrarotsensorik werden pyroelektrische Infrarot-Detektoren produziert. Die Fertigung beginnt bei Waferprozessen, setzt sich mit dem SMD-Bestücken, dem Chipbonden, dem Drahtbonden, der Montage optischer Filter und dem Verkappen fort und endet mit einem gehäusten und geprüften Infrarotsensor. Unsere Kunden sind namhafte deutsche und internationale Unternehmen der Medizintechnik, der Sicherheitstechnik und der industriellen Messtechnik.

Themen:

Evaluierung eines MEMS-FPI-Sensors von Hamamatsu und Vergleich mit InfraTec-Produkten

Bei InfraTec werden bereits seit über 25 Jahren in großer Vielfalt Infrarot-Detektoren auf pyroelektrischer Basis entwickelt und gefertigt. In einer neuen Generation von Detektoren kommen spezielle durchstimmbare optische Filter zum Einsatz (Fabry-Pérot-Filter, FP-Filter), mit denen sich miniaturisierte Spektrometer für sehr verschiedene Anwendungsgebiete realisieren lassen. Im Zuge dieser Entwicklung soll ein ähnlicher Detektor von der Firma Hamamatsu charakterisiert und mit Produkten von InfraTec verglichen werden. Es stehen bereits fertige Plattformen zur Evaluierung der Detektoren zur Verfügung, sodass anwendungsnahe Experimente schnell aufgebaut und durchgeführt werden können.

Im Einzelnen sind folgende Aufgaben zu lösen:

  • Vergleich der Evaluationsplattformen (Handhabung, Parameter, Flexibilität, …)
  • Spektrale Charakterisierung des FP-Filters (Kalibriergenauigkeit, Temperaturgang, …)
  • Charakterisierung des Detektors (Black Body D*, spektrale Verteilung, Empfindlichkeit, Frequenzgang)
  • Dokumentation der Ergebnisse

Verfahren und Algorithmen für die Multimodenauswertung mit FP-Mikrospektrometern

FP-Mikrospektrometer arbeiten im herkömmlichen Modus als durchstimmbare schmalbandige Filter, indem eine einzelne Interferenzordnung der zugrundeliegenden Fabry-Pérot-Interferometer-(FPI)-Struktur isoliert wird. Der nutzbare Durchstimmbereich ist hierbei durch den sogenannten Freien Spektralbereich (FSR) begrenzt. In der Arbeit sollen Ansätze erarbeitet und untersucht werden, mit denen es möglich ist, mehrere Interferenzordnungen des FPI gleichzeitig für die Messung zu nutzen und damit den erfassbaren Spektralbereich zu erweitern (Multiplex-Betrieb). Dies soll nicht durch die optische Trennung der Ordnungen (Hardware), sondern durch geeignete Algorithmen zur Verarbeitung der spektralen Messdaten (Software) erreicht werden. Dazu wurden bereits grundlegende theoretische Untersuchungen durchgeführt, auf die in der Arbeit aufgebaut werden soll.

Folgende Teilaufgaben sind zu bearbeiten:

  • Einarbeitung in das Themengebiet und die Vorarbeiten, Literaturrecherche
  • Entwicklung, Untersuchung und Bewertung von Lösungsansätzen, Erarbeitung der dazu benötigten mathematischen Grundlagen
  • Experimentelle Untersuchungen und Erprobung der Lösung(en) an ausgewählten beispielhaften Anwendungsfällen

Programmierung von Algorithmen zur FPI-Spektrenanalyse

InfraTec bietet ein breites Spektrum von Infrarot-Detektoren mit durchstimmbaren Fabry-Pérot-(FP)-Filtern an (FPI-Detektoren), mit denen sich miniaturisierte Spektrometer für sehr verschiedene Anwendungsgebiete realisieren lassen. Die FP-Filter werden in einem Volumen-Mikromechanik-Prozess gefertigt und besitzen damit prozessbedingt große Schwankungen in ihren optischen Eigenschaften. Dies erfordert eine umfassende Charakterisierung der Filter mit einem Laborspektrometer (FTIR) und eine zuverlässige automatische Messdatenauswertung. Im Rahmen des Praktikums sollen hierfür Algorithmen und entsprechende Testumgebungen in der Programmiersprache Python entwickelt werden. Durch die stetig wachsende Variantenvielfalt der FP-Filter werden hier hohe Anforderungen an den Entwicklungszyklus gestellt.

Im Einzelnen sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Einarbeitung in das Thema FPI-Charakterisierung und Programmierung mit Python
  • Präzisierung der Aufgabenstellung (Parameter ermitteln, Schnittstellen festlegen, …)
  • Implementierung der automatischen Testumgebung
  • Implementierung und Test der Algorithmen

Entwicklung einer Methode zur Vorhersage mechanischer Spannungen in optischen Gehäuseklebungen mittels FEM-Simulation

Bei der Herstellung von Infrarot-detektoren werden optische Filter und Fenster in Transistorgehäuse geklebt. Dies erfolgt unter Verwendung thermisch vernetzender Reaktionsklebstoffe. Da die miteinander verklebten Fügepartner jedoch unterschiedliche thermo-mechanische Eigenschaften besitzen, führt die Aushärtung bei diesen erhöhten, von der späteren Einsatztemperatur abweichenden Temperaturen zur Ausbildung mechanischer Spannungen in der Klebung. Die bisher genutzten Klebstoffe können diesen Spannungen je nach ihrem thermo-mechanischen Eigenschaftsprofil sowie ihren Kohäsions- und Adhäsionseigenschaften unterschiedlich gut standhalten und stoßen aufgrund steigender Anforderungen hinsichtlich Temperatureinsatzbereich an ihre Grenzen. Um die bei empirischen Untersuchungen festgestellten Effekte besser zu verstehen, soll eine Methodik zur Vorhersage mechanischer Spannungen der Klebungen in Abhängigkeit der Materialparameter von Fügepartnern und Klebstoff evaluiert werden. Langfristiges Ziel ist die Voraussage der Zuverlässigkeit der Klebung in Abhängigkeit von den später ebenfalls messtechnisch zu bestimmenden Haftungseigenschaften der Klebstoffe auf den Fügepartnern.

Im Einzelnen sind folgende Teilaufgaben zu bearbeiten:

  • Versuchsplanung und -durchführung zur experimentellen Bestimmung der für die Simulation erforderlichen thermo-mechanischen Materialparameter der eingesetzten Klebstoffe bei den relevanten Aushärtebedingungen
  • Erarbeitung eines Simulationsmodells mit Comsol Multiphysics
  • Durchführung virtueller Parameterstudien zur Erstellung thermo-mechanischer Anforderungsprofile
  • Dokumentation der Ergebnisse

Wir bieten Ihnen:

  • Inhaltlich sehr anspruchsvolle Tätigkeit in einem hochmotivierten, kreativen Team
  • Attraktiver Standort im Süden Dresdens mit guter ÖPNV- und Autobahnanbindung
  • Moderne und klimatisierte Arbeitsplätze mit sehr guter technischer Ausstattung
  • Kostenfreie Getränke wie Kaffee und Tee
  • Essenszuschuss für Cafeteria mit vielseitigem Frühstücks- und Mittagsangebot auf dem Firmengelände

Arbeitsort:

Dresden

Arbeitsbeginn:

sofort

Dauer:

4 - 6 Monate

Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!

Bitte senden Sie Ihre ausführlichen Bewerbungsunterlagen (Lebenslauf, Zeugnisse, aktueller Notenspiegel) unter Angabe Ihres Einsatzzeitraums vorzugsweise per E-Mail an: jobs[at]InfraTec.de z. H. Etta Starke.