CN115038980A - 基于nv中心的无微波和电流隔离的磁力计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种标量磁力计，包括传感器元件(NVD)、电路载体(GPCB)、泵浦辐射源(PLED)、辐射接收器(PD)和评估装置(ADC，IF)。泵浦辐射源(PLED)发射泵浦辐射(LB)。传感器元件(NVD)优选地具有金刚石中的一个或多个NV中心作为顺磁中心。传感器元件(NVD)的顺磁中心在用泵浦辐射(LB)照射时发射荧光辐射(FL)，其中顺磁中心的荧光辐射(FL)的强度取决于在顺磁中心的位置处的磁通密度B。辐射接收器(PD)将荧光辐射(FL)的强度信号转换为接收器输出信号(S0)。评估装置(ADC，IF)适于并且旨在检测和/或存储和/或传输接收器输出信号(S0)的值作为测量值。在泵浦辐射源(PLED)和传感器元件(NVD)之间的辐射路径中，电路载体(GPCB)的材料优选地对于泵浦辐射(LB)是透明的，并且在传感器元件(NVD)和辐射接收器(PD)之间的辐射路径中，对于荧光辐射(FL)是透明的。各部件传感器元件(NVD)、泵浦辐射源(PLED)、辐射接收器(PD)和评估装置(ADC，IF)优选机械地附接到电路载体(GPCB)。
Description
本国际专利申请要求日期为2020年1月30日的德国专利申请DE 10 2020 102311.1的优先权。
技术领域
本发明涉及一种标量磁力计、其装置部件和基本应用。标量磁力计的核心是量子光学系统。量子光学系统通常具有至少一个量子点。特别地，量子点可以包含一种或多种晶体中的一个或多个顺磁中心和/或特别是一种或多种晶体中的至少多个顺磁中心和/或特别是一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是一种或多种硅晶体中的一个或多个G中心。其中，将本文提出的发明与现有技术区分开来的基本部分是作为量子光学系统的一部分的至少一个电路载体(GPCB)。本发明人提出，量子光学系统包括由至少部分光学透明材料制成的电路载体(GPCB)。根据该提议，量子点能够与光辐射相互作用。根据本发明，电路载体(GPCB)然后能够与量子点相互作用，使得电路载体(GPCB)充当用于能够与或已经与量子点相互作用的光辐射的至少一部分的光学功能元件。在下文中，该辐射是泵浦辐射(LB)和/或荧光辐射(FL)和/或(如果适用)补偿辐射(CL)，由此量子点与补偿辐射(CL)的相互作用实际上是不希望的。
背景技术
总体介绍
各种各样的应用在各种各样的地方使用磁力计。本文意义上的磁力计是一种用于测量磁通密度B的装置。因此，该术语明确地不限于测量地球磁场。
维基百科的英文版将磁力计描述为一种测量磁化作用的装置。特别地，磁力计可以确定在给定的空间位置处的磁场的方向、强度、相对变化。测量磁性材料的磁化作用是这种应用的一个例子。
卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)于1833年发明了能够测量绝对磁场强度的第一台磁力计。目前，霍尔探针经常用于测量磁场。
磁力计用于测量地球磁场，以检测和测量磁异常，从而探索地球内部。在飞机中，其用于确定方向和确定姿态。军事应用是探测潜艇和其他水下浮体以及探雷。因此，磁力计技术被认为是军事技术。
如果磁力计不仅可以检测和处理静态信号，还可以检测和处理动态信号，则磁力计可以用于金属检测和金属分类。在这种情况下，例如，可以检测周围材料对磁通密度B的时间跳跃的响应并对其进行光谱分析。
现有技术状态
这里，参考未决的未公开专利申请DE 10 2019 120 076.8、PCT/DE 2020/100648、DE 10 2020 119 414.5、DE 10 2019 121 137.9、DE 10 2019 009 155.8、DE 10 2020000 075.4、DE 10 2020 125 169.6、DE 10 2020 125 171.8、DE 10 2020 125 172.6、DE10 2020 125 173.4、DE 10 2020 125 191.2、DE 10 2020 125 190.4、DE 10 2020 125188.2、DE 10 2020 125 187.4、DE 10 2020 125 186.6、DE 10 2020 125 185.8、DE 102020 125 183.1、DE 10 2020 125 182.3、DE 10 2020 125 181.5、DE 10 2020 125179.3、DE 10 2020 125 180.7、DE 10 2020 125 178.5、DE 10 2020 125 177.7、DE 10 2020 125176.9、DE 10 2020 125 174.2、DE 10 2020 125 175.0、PCT/DE 2020/100 827、DE 102020 125 189.0、DE 10 2020 129 308.9、DE 10 2020 129 315.1、DE 10 2020 129319.4、DE 10 2020 129 322.4、DE 10 2020 129 324.0、DE 10 2020 129 326.7、DE 102020 129 329.1、DE 10 2020 129 330.5、DE 10 2020 129 332.1、DE 10 2020 129337.2、DE 10 2020 129 338.0、DE 10 2020 129 340.2、DE 10 2020 129 348.8、DE 102020 129 349.6、DE 10 2020 129 366.6、DE 10 2020 129 367.4、DE 10 2020 129368.2、DE 10 2020 129 379.8、PCT/DE 2020/100 953、DE 10 2019 117 423.6、DE 102019 120 716.9、DE 10 2019 117 423.6、DE 10 2020 004 617.7、DE 10 2020 109477.9。
此外，参考未决的已公开专利申请DE 10 2019 121 028 A1、DE 10 2019 009 126A1、DE 10 2019 009 136 A1、DE 10 2019 009 145 A1、DE 10 2019 009 133 A1、WO 2020239 172 A1(PCT/DE 2020/100 430)、DE 10 2019 121 029 A1、DE 10 2018 127 349 A1、WO 2020 089 465 A2(PCT/EP 2019/079 992)。最后提到的一组文献的公开日在文件DE 102020 102 311.1的优先权日2020年1月30日之后。这里提出的文件要求文件DE 10 2020102 311.1的优先权日2020年1月30日。
此外，参考已授予的德国专利DE 10 2020 101 784B3。DE 10 2020 101 784B3的公开日在文件DE 10 2020 102 311.1的优先权日2020年1月30日之后。这里提出的文件要求文件DE 10 2020 102 311.1的优先权日2020年1月30日。
还参考在该文件的优先权日2020年1月30日之前公布的DE 10 2015 016 021 A1。
还参考德国实用新型DE 20 2020 106 110 U1和DE 20 2020 106 145 U1。德国实用新型DE 20 2020 106 110 U1和DE 20 2020 106 145 U1的公开日在文件DE 10 2020102 311.1的优先权日2020年1月30日之后。这里提出的文件要求文件DE 10 2020 102311.1的优先权日2020年1月30日。
在本文中使用上述申请和文献的技术教导，并且假设它们是已知的。在将申请国有化的国家法律允许的范围内，其中公开的技术教导与本文提出的技术教导的组合是公开和权利要求的一部分。
从专利文献中已知基于NV中心的各种磁力计。例如，文献WO 2016 083 140 A1和WO 2018 169 997 A1描述了一种适用于例如研究微电子电路的AFM磁力计。文献US 9 541610 B2、US 9 551 763 B1和US 10 408 889 B2描述了具有空间灵敏度的磁力计。
文献US 9 910 105 B2、US 10 006 973 B2、US 10 007 885 B1、US 10 012 704B2、US 10 088 452 B2、US 10 120 039 B2、US 10 168 393 B2、US 10 241 158 B2、US 10277 208 B2、US 10 345 396 B2、US 10 359 479 B2、US 10 408 890 B2、US 8 547 090B2、US 8 947 080 B2、US 9 222 887 B2、US 9 557 391 B2、US 9 599 562 B2、US 9 632045 B2、US 9 638 821 B2、US 9 658 301 B2、US 9 664 767 B2、US 9 720 055 B1、US 9817 081 B2、US 9 823 314 B2、US 9 829 545 B2和US 9 910 104 B2描述了基于NV中心的磁力计及其细节。
所有这些磁力计都使用微波进行自旋操作。
发明内容
任务
因此，本提议基于创建一种不具有现有技术的上述缺点并且具有进一步优点的解决方案的任务。根据权利要求的装置和方法解决了这个任务。磁力计的设计和制造的其他方面是从属权利要求的主题。
任务解决方案
这里提出的磁力计的核心思想是耦合非常多的顺磁中心，这里是金刚石中的NV中心，从而通过非线性耦合效应将这些顺磁中心用作微波辐射的辐射源。这种想法可以更普遍地应用于量子点。这样的量子点可以包括单独的顺磁中心。出于本文的目的，量子点还可以包括多个量子点。优选地，量子点包括局部的多个顺磁中心，它们彼此足够接近以进行耦合。当在本文中提及多个顺磁中心时，这优选是指局部化簇，即，顺磁中心的密度增加。与上面已经引用的文献的技术教导相比，这里提出的文件的技术教导选择了不同的构造和连接技术，这允许一些非常有效的应用。
从现有技术中还已知各种顺磁中心，从目前的观点来看，它们似乎是适合的。除了NV中心之外，这些例如是金刚石中的SiV中心和/或金刚石中的ST1中心和/或金刚石中的L2中心。无论何时在本文件中提及NV中心，在描述和强调中的术语NV中心包括这些中心以防有疑问，因为它们的类似应用对本领域技术人员来说应该是显而易见的。
这里明确参考著作A.M.Zaitsev，"Optical Properties of Diamond：A DataHandbook"Springer Berlin Heidelberg；版本：精装第1版的精装再版，2001(2010年2月19日)，其命名了许多其他色心。当这里写NV中心或上面提到的特别适合的中心时，专家应该顺着该著作中提到的中心阅读。尚未调查这些中心是否适合准备这项工作。然而，专家清楚的是，在众多中心中，会有其他中心具有与NV中心相似或甚至更好的特性。在这方面，如果适合，那里提到的中心包括在权利要求书和说明书中。
关于在电子部件中使用色心，还参考著作B.Burchard"Elektronische undoptoelektronische Bauelemente und Bauelementstrukturen auf Diamantbasis"，Hagen 1994和DE 4 322 830A1。
磁力计
本发明的核心涉及一种磁力计，其包括传感器元件(NVD)、电路载体(GPCB)、泵浦辐射源(PLED)、辐射接收器(PD)和评估装置(ADC，IF)。泵浦辐射源(PLED)在通过泵浦电流源(I0)使用泵浦电流(Ipump)通电时发射泵浦辐射(LB)。传感器元件(NVD)具有至少一个顺磁中心。优选地，传感器元件(NVD)是具有一个或多个NV中心或SiV中心或功能等效中心作为顺磁中心的金刚石或多种金刚石。当用泵浦辐射(LB)照射时，传感器元件(NVD)的顺磁中心通常会发射荧光辐射(FL)。在金刚石中的NV中心作为顺磁中心的情况下，泵浦辐射(LB)的泵浦波长应该在500～700nm的波长范围内。特别优选的是具有532nm泵浦波长的泵浦辐射(LB)，用于激发金刚石中的NV中心。优选地，激光器和/或LED(发光二极管)形成泵浦辐射源(PLED)。通常施加在泵浦电流(Ipump)上的传输信号(S5)在技术上可以非常容易地调制激光器和/或LED(发光二极管)的辐射输出。因此，传输信号(S5)然后通常被施加到泵浦辐射源(PLED)的辐射功率输出上，并且因此被施加到泵浦辐射(LB)的强度的时间进程上。
顺磁中心的荧光辐射(FL)通常取决于在顺磁中心的位置处的磁通密度B的值或其他物理参数的值。这样的其他物理参数可以是例如温度θ、加速度a、速度v、电通密度D、电场强度E、磁场强度H、重力场强度g、旋转速度ω、旋转加速度α、顺磁中心位置距旋转轴的距离r等。本文提出的典型传感器元件(NVD)整体上优选地包含多种晶体，每种晶体优选地包括一个或多个顺磁中心和/或每种晶体包括一个或多个顺磁中心簇，以下也解释为“每个至少包括多个顺磁中心”。优选地，此类晶体的取向是随机分布的。然而，也可以使用定向晶体片晶。优选地，此类晶体的晶体具有一个或多个顺磁中心。优选地，晶体是多种晶体。然而，传感器元件(NVD)也可以使用纳米晶体。优选地，晶体不是纳米晶体以避免表面效应。优选地，晶体的尺寸大于1μm，更好地大于2μm，更好地大于5μm，更好地大于10μm，更好地大于20μm，更好地大于50μm，更好地大于100μm，更好地大于200μm，更好地大于500μm。
优选地，其是具有NV中心的多种金刚石晶体。优选地，这些不是通常被氢污染的CVD金刚石，而是HPT合成的金刚石。优选地，粒子轰击，特别是使用电子和/或质子，以及随后的热处理在金刚石中产生NV中心并且可能还产生其他功能等效中心。在这方面，本发明人参考实用新型DE 20 2020 106 110U1。特别地，粒子轰击优选完全照射晶体。然后，晶体显示出辐射损伤的特征发光光谱。该发光光谱，特别是电致发光或光致发光光谱，是使用此类金刚石的识别特征。
辐射接收器(PD)优选是光电二极管或功能等效的辐射接收器，其优选地对顺磁中心的荧光辐射(FL)敏感并且将荧光辐射(FL)的强度转换成接收器输出信号(S0)。
评估装置(ADC，IF)优选适于并且旨在检测和存储和/或传输接收器输出信号(S0)的值作为测量值。这些评估装置(ADC，IF)可以包括例如放大器(V1，V2)、滤波器、控制器、模数转换器(ADC)、包括存储器和程序的信号处理器、数据接口(IF)、数据总线等。
所提出的装置优选其特征在于，特别地，满足以下条件之一或两者。
条件1
根据条件1，在泵浦辐射源(PLED)和传感器元件(NVD)之间的辐射路径中，电路载体(GPCB)的材料对于泵浦辐射(LB)是透明的。此外，根据条件1，来自泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)也优先通过该辐射路径，因此该特性也变得有效。这样的电路载体(GPCB)因此能够实现特别紧凑的设计，其将这里提出的技术教导与现有技术区分开来。
条件2
根据条件2，在传感器元件(NVD)和辐射接收器(PD)之间的辐射路径中，电路载体(GPCB)的材料对于荧光辐射(FL)是透明的。此外，来自传感器元件(NVD)的顺磁中心的荧光辐射(FL)通过该辐射路径，因此该特性也有效。这样的电路载体(GPCB)因此也能够实现特别紧凑的设计，其也将这里提出的技术教导与现有技术区分开来。
优选地，同时满足条件1和2。
优选地，如果适用，传感器元件(NVD)和/或泵浦辐射源(PLED)和/或辐射接收器(PD)和/或评估装置(ADC，IF)和/或微集成电路(IC)附接到电路载体(GPCB)。这种附接可以例如通过接合和/或焊接来完成。在接合各触点的情况下，制造装置将如果适用的泵浦辐射源(PLED)和/或辐射接收器(PD)和/或评估装置(ADC，IF)和/或微集成电路(IC)的触点通过导电接合电气地、机械地和可能热地连接到施加到电路载体(GPCB)上的导体轨道。因此，通过对应于FR4电路板的用途和通过同时用作量子光学系统的光学功能元件以及顺磁中心，电路载体(GPCB)同时实现电路板和光学功能元件的功能。与现有技术相比，这种在量子技术系统中的双重用途是新的。
在磁力计的第一变型中，电路载体(GPCB)优选至少部分地包含对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射和/或对于具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射透明的玻璃或其他材料。例如，其也可以是丙烯酸系玻璃或类似材料。如果材料不耐热，如果需要，使用导电粘合剂的接合也可以进行所述的电气连接。
在磁力计的示例性第三变型中，电路载体(GPCB)包括至少一个电气引线和/或其他电气功能部件，例如电阻器和/或电容器和/或电感器和/或熔断器和/或厚膜技术中的触点。优选地，电路载体(GPCB)的制造包括例如使用适于玻璃体的厚膜浆料印刷用作电路载体(GPCB)的该玻璃体。如果需要，全表面或部分表面的表面处理，例如通过借助于激光束和/或蚀刻和/或用粘合剂涂布的粗糙化，在表面的对应点处在其表面上制备电路载体(GPCB)的玻璃体的表面。印刷优选借助于模版或丝网印刷进行。在烘烤厚膜浆料后，该装置可以像印刷电路板一样使用电路载体(GPCB)。涂布厚膜浆料的其他方法也是可能的。
此外，电路载体(GPCB)可替代地或附加地至少包括一个或多个电气引线和/或一个或多个其他电气功能部件，例如电阻器和/或电容器和/或电感器和/或熔断器和/或触点和/或二极管和/或在薄膜中的晶体管。
在提议的示例性第四变型中，焊接和/或接合，特别是导电和/或导热接合，优选地将传感器元件(NVD)和/或泵浦辐射源(PLED)和/或辐射接收器(PD)和/或评估装置(ADC，IF)中的至少一个或多个或所有附接和/或连接到引线和/或触点。这些连接和/或附接优选是导电的和/或导热的。因此，在这些连接具有导电性和/或导热性的情况下，这些附接将各部件电气和/或热连接到相应的引线和/或触点。
在示例性第五变型中，磁力计优选地包括光学功能元件，其改变泵浦辐射(LB)和/或荧光辐射(FL)的至少一部分的光束路径。这是特别有利的，因为例如适合的光学功能元件(例如，反射镜(ML)和透镜)例如可以在用于测量的顺磁中心(NV中心)的位置处增加泵浦辐射(LB)的泵浦功率密度，并且因为作为结果这样可以增加顺磁中心之间的耦合概率，从而提高灵敏度。
在示例性第五变型中，因此特别有利的是，光学功能元件特别是镜面(ML)和/或透镜和/或光栅或光子光栅和/或光圈和/或波槽和/或棱镜和/或分束器和/或光波导。
在磁力计的示例性第六变型中，图中未示出的制造装置使用厚膜技术将例如光波导(LWL)涂布到电路载体(GPCB)上。(稍后将详细介绍。)这具有印刷装置可以在一次印刷操作中产生多个光波导(LWL)的优点。这使得基于光波导(LWL)阵列和相关的光学系统制造磁力计阵列变得容易。
优选地，光波导(OWG)可以局部地包含具有一个或多个顺磁中心的晶体。非常优选地，在光波导(LWL)的情况下，这些是微米或纳米晶体。具有顺磁中心的晶体优选是微米和纳米晶体，并且特别优选是具有NV中心的金刚石晶体。优选地，晶体的平均尺寸适合于泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)和/或荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)。优选地，晶体沿着晶体方向的平均尺寸偏离泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的一半和/或荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的一半的整数倍不超过25％，更优选不超过10％，再更优选不超过5％。这种评估的基础优选是100种晶体的随机样本，这可以借助于显微镜测量。特别有利的是包括非常高密度的NV中心的金刚石晶体，它们然后可以相互耦合并因此提供特别高的磁场灵敏度。在这方面，本发明人参考实用新型DE 20 2020 106110U1。
可以想象，用于荧光辐射(FL)的光波导(LWL)是空腔波导，优选地填充有真空或空气或气体或一些其他填充材料。在使用具有泵浦辐射波长(λpmp)的辐射照射时，填充材料应该优选不显示荧光，特别是当具有荧光辐射波长(λfl)时不显示荧光辐射。该空腔波导的包层可以由具有比空腔波导的填充材料更高折射率的金属或介电材料制成。因此，空腔波导的包层将在其中引导的传感器元件(NVD)的顺磁中心的荧光辐射(FL)反射回内部空间，即，空腔波导内部的空腔。本文提出从对于具有泵浦辐射波长(λpmp)的辐射是光学透明材料来制造用作顺磁中心的荧光辐射(FL)的光波导(LWL)的空腔波导的包层。例如，中空波导的包层可以管理泵浦辐射(LB)到传感器元件(NVD)的传输，同时中空波导的内部管理荧光辐射(FL)到辐射接收器(PD)的返回传输。该装置然后是量子光学系统，特别是量子传感器或量子计算机，具有至少一个顺磁中心，但是优选具有多个顺磁中心，这些中心可能彼此耦合，即，特别是纠缠。量子光学系统具有作为光波导(LWL)的波导。因此，泵浦辐射源(PLED)将泵浦辐射(LB)传输到顺磁中心和/或多个顺磁中心。中空波导将顺磁中心和/或多个顺磁中心的荧光辐射(FL)传输到空腔中的辐射接收器(PD)。优选地，泵浦辐射源(PLED)将泵浦辐射(LB)经由中空波导的包层传输到顺磁中心和/或多个顺磁中心，中空波导例如是玻璃管，这里，其是中空光波导。
通常，当金刚石中的NV中心用作顺磁中心时，NV中心的荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)使得它们呈现红色。如果装置使用补偿辐射源(CLED)，则在可能的变型中选择它们的补偿波长，例如，使得其在红外范围内。这样，它们的补偿辐射(CL)不能激发NV中心的荧光，因此不能激发NV中心的荧光辐射(FL)。相比之下，泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)通常被选择为小于荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)，特别是当NV中心用作顺磁中心时。在金刚石中的NV中心作为顺磁中心的情况下，这例如通过泵浦辐射(LB)的泵浦辐射源(PLED)优选是绿色、蓝色或紫外LED来实现。在金刚石或多种金刚石中的NV中心的情况下，欧司朗(Osram)公司的PLT5 520B型激光二极管例如适合作为具有520nm泵浦辐射波长(λpmp)的泵浦辐射源(PLED)。当使用NV中心时，泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)应该具有在400nm～700nm波长和/或更好为450nm～650nm和/或更好为500nm～550nm和/或更好为515nm～540nm的波长范围内的泵浦辐射波长(λpmp)。通过这种方式，泵浦辐射(LB)可以将顺磁中心(优选为金刚石中的NV中心)激发到更高的能级。在实施本发明时，本发明人意识到，与现有技术不同，微波辐射对于由此被激发到高水平的顺磁中心下降到中间水平不是必需的。相反，充分的是，传感器元件(NVD)，例如金刚石晶体，具有足够高的顺磁中心(即，NV中心)密度。在这方面，本发明人参考实用新型DE 20 2020 106 110U1。优选地，按每单位体积的碳原子数计，示例性金刚石晶体具有大于500ppm和/或大于200ppm和/或大于100ppm和/或大于50ppm和/或大于20ppm和/或大于10ppm和/或大于5ppm和/或大于2ppm和/或大于1ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.01ppm的NV中心密度。这个密度越高越好。>200ppm的密度是非常特别优选的。当然，传感器元件(NVD)也可以使用较低的浓度，例如大于0.01ppm和/或大于10-3ppm和/或大于10-4ppm和/或大于10-5ppm和/或大于10-6ppm。然而，荧光辐射(FL)强度的荧光信号随之越来越弱，从而使荧光辐射(FL)的荧光信号减弱，对电子后处理提出了越来越多的要求，并且使信噪比变差。顺磁中心的密度不必在传感器元件(NVD)(即，示例性金刚石)中的任何地方都达到可能的最高密度。在实施本发明时，本发明人意识到如果顺磁中心的密度局部地超过该密度就足够了。然后，优选地，该装置在由泵浦辐射(LB)照射的传感器元件(NVD)的区域中至少局部地使用大于100，更好地大于1000，更好地大于104，更好地大于105，更好地大于106，更好地大于107的用于传感器系统运行的顺磁中心。然后，通过自发发射，一些顺磁中心总是在从激发态的跃迁时间td之后自发地采用较低能量的中间态。现有技术的技术教导仅通过使用经由受激发射的微波辐射来实现这一点。在实施本发明时，本发明人意识到顺磁中心的高密度(当使用金刚石时的NV中心的高密度)消除了对产生和引入微波辐射的装置部件的需要，从而节省了资金。然而，当泵浦辐射(LB)将要额外地调制顺磁中心的荧光辐射(FL)时或者当装置将要包括较低密度的金刚石时，使用微波天线和发射器是有用的。由于省略了微波辐射，因此例如这里提出的传感器系统适用于生物应用，特别是医学应用。否则，会发生对组织的辐射暴露，这将使用被激发的顺磁中心的微波激发的传感器的用途极大地限制到这种目的的中间水平。没有微波辐射也避免了热问题。
在本发明的阐述过程中，本发明人意识到顺磁中心的吸收可以削弱荧光辐射(FL)。因此，借助于其相应的装置部件，该装置优选地检测和测量来自传感器元件(NVD)的泵浦辐射(LB)也从其入射的那侧的荧光辐射(FL)的强度。即，泵浦辐射(LB)经由传感器元件(NVD)的表面进入传感器元件(NVD)和因而具有顺磁中心的晶体，并且顺磁中心的荧光辐射(FL)优选地经由这个优选相同的表面再次离开传感器元件(NVD)。与透射测量相比，这种光束引导通常使信噪比翻倍，其中顺磁中心的荧光辐射(FL)经由传感器元件(NVD)的另一个表面再次离开传感器元件(NVD)。
在另一个示例性变型中，磁力计包括发射泵浦辐射(LB)的泵浦辐射源(PLED)、将泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)作为物理量之一的函数(在这种情况下是磁通密度B)转换成荧光辐射(FL)的强度的传感器元件(NVD)、补偿辐射源(CLED)和第一放大器(V1)。第一放大器(V1)放大辐射接收器(PD)的接收器输出信号(S0)并为其提供偏移量，如果需要，该偏移量可以为0。在该变型中，第一放大器(V1)直接产生补偿传输信号(S7)作为其放大器输出信号(否则为S4)。补偿辐射源(CLED)响应于补偿传输信号(S7)发射补偿辐射(CL)。补偿辐射源(CLED)由此将补偿辐射(CL)辐射到辐射接收器(PD)中。传感器元件(NVD)的顺磁中心(特别是NV中心)的补偿辐射(CL)和荧光辐射(FL)以相加和/或相乘的方式在辐射接收器(PD)中叠加。取决于该叠加的值，辐射接收器(PD)生成接收器输出信号(S0)，然后取决于该叠加的值。第一放大器(V1)的增益及其偏移量被设定为使控制回路稳定，并且控制回路将稳定状态下的接收器输出信号(S0)的值调节到除了P控制器的控制误差之外的几乎相等的值。
电路载体(GPCB)优选地包含玻璃或者对于具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λKS)的辐射优选也透明的其他材料。其优点在于，光学透明的电路载体(GPCB)将传感器元件(NVD)与泵浦辐射源(PLED)和辐射接收器(PD)以及其余电子部件电流地隔离。因此，当装置的传感器元件(NVD)的位置相对于装置的评估电路(IC)的电位处于非常高的电位时，该装置可以测量磁场。
优选地，在磁力计中，其他部件第一放大器(V1)和/或补偿辐射源(CLED)中的至少一个或多个或所有借助于焊接和/或接合附接和/或电气连接到引线和/或触点。
优选地，磁力计包括改变补偿辐射(CL)的至少一部分的光束路径的光学功能元件。特别地，该光学功能元件可以是镜面(ML)或本文中提到的其他功能元件。
为了降低1/f噪声，泵浦电流源(I0)使用具有通常不同于0Hz的调制带宽的传输信号(S5)来调制泵浦辐射源(PLED)的泵浦电流(Ipump)。通过这种方式，泵浦辐射(LB)然后通常也使用传输信号(S5)的该调制带宽来调制强度。优选地，磁力计的第一放大器(V1)将辐射接收器(PD)的随后也调制的接收器输出信号(S0)放大为解调信号(S4)。优选地，第一放大器(V1)是同步解调器，其使用传输信号(S5)或从传输信号(S5)衍生的信号以解调来自调制的接收器输出信号(S0)的解调信号(S4)。优选地，磁力计包括将解调信号(S4)处理成补偿传输信号(S7)的第二放大器(V2)。在这种情况下，第二放大器(V2)目前优选是调制器，其使用传输信号(S5)或从传输信号(S5)衍生的信号以将解调信号(S4)调制成具有第二增益和第二偏移量的补偿传输信号(S7)。第二放大器(V2)对补偿传输信号(S7)的调制通常与泵浦辐射(LB)的传输信号(S5)的调制互补。控制回路中适合的增益和符号选择调整传输信号(S5)的调制，使得控制回路将接收器输出信号(S0)调整为基本恒定的信号作为接收器输出信号(S0)。
优选地，磁力计包含具有金刚石中的至少一个NV中心的顺磁中心。优选地，传感器元件(NVD)包含金刚石。
优选地，按每单位体积的碳原子数计，在传感器元件(NVD)的被泵浦辐射(LB)照射的区域中至少局部地，NV中心的密度大于500ppm和/或大于200ppm和/或大于100ppm和/或大于50ppm和/或大于20ppm和/或大于10ppm和/或大于5ppm和/或大于2ppm和/或大于1ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.01ppm。这个密度越高越好。如上所述，非常特别优选>200ppm的密度。优选地，按每单位体积的碳原子数计，NV中心的密度大于0.0001ppm和/或更好地大于0.0002ppm和/或更好地大于0.0005ppm和/或更好地大于0.001ppm和/或更好地大于0.002ppm和/或更好地大于0.005ppm和/或更好地大于0.01ppm和/或更好地大于0.02ppm和/或更好地大于0.05ppm和/或更好地大于0.1ppm和/或更好地大于0.2ppm和/或更好地大于0.5ppm，其中特别优选>200ppm的密度。
在一个重要的变型中，传感器元件包含多种晶体，特别是微米和/或纳米晶体。优选地，晶体是多个微米和/或纳米金刚石。优选地，在该变型中，如前所述，这些晶体中的至少两个、更优选多个各自具有至少一个顺磁中心。然后这些通常可以相互耦合。因此，顺磁中心的密度由此应该高到以至于传感器元件(NVD)的顺磁中心相互影响，使得例如在磁通密度B的量的至少一个范围内，荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的量增加而降低，和/或使得例如在磁通密度B的量的至少一个范围内，荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的量的增加而增加。本文将强度理解为表示辐射的透射能量的幅度。
为了在撞击辐射接收器(PD)之前将荧光辐射(FL)与泵浦辐射(LB)分离，有利的是，磁力计包括对于具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射透明并且对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射不透明的光学滤波器(F1)。反射镜或功能等效的光学功能元件也可以表示该功能。一个例子是使用菲涅耳透镜。前提条件是，从泵浦辐射源(PLED)到绕过光学滤波器(F1)的辐射接收器(PD)的泵浦辐射(LB)没有替代光路。如果需要，光圈可以确保这一点。光学滤波器(F1)确保泵浦辐射(LB)不能到达辐射接收器(PD)或只能以充分衰减的方式到达它，并且荧光辐射(FL)能够充分不衰减地到达辐射接收器(PD)。优选地，磁力计包括至少一个功能元件以增加传感器元件(NVD)的至少一部分的照射强度的密度，特别是使用泵浦辐射(LB)。该功能元件可以是例如将泵浦辐射(LB)聚焦在传感器元件(NVD)的区域上的凸面镜或曲面镜。电路载体(GPCB)优选地具有大于100V和/或更好地大于200V和/或更好地大于500V和/或更好地大于1kV和/或更好地大于2kV和/或更好地大于5kV和/或更好地大于10kV和/或更好地大于20kV和/或更好地大于50kV和/或更好地大于100kV和/或更好地大于200kV和/或更好地大于500kV和/或更好地大于1MV和/或更好地大于2MV和/或更好地大于5MV的介电强度。
该介电强度是指在电路载体(GPCB)一侧的泵浦辐射源(PLED)的端子的电位与电路载体(GPCB)另一侧表面上的另一点之间的电压、和/或是指在电路载体(GPCB)一侧的补偿辐射源(CLED)的端子的电位与电路载体(GPCB)另一侧表面上的另一点之间的电压、和/或是指在电路载体(GPCB)一侧的微集成电路(IC)的端子的电位与电路载体(GPCB)另一侧表面上的另一点之间的电压、和/或是指在电路载体(GPCB)一侧的辐射接收器(PD)的端子的电位与电路载体(GPCB)另一侧的表面上的另一点之间的电压。
模块
从前面的文本可以看出，磁力计包括一个特殊模块，该模块是在实施本发明的过程中创建的，作为磁力计的中心部分。该模块本身也被要求保护。原因是该模块的替代使用是可能的。
这是一个特别是用于磁力计的模块，如前所述。该模块通常包括传感器元件(NVD)和电路载体(GPCB)。传感器元件(NVD)具有至少一个顺磁中心。优选地，这又是金刚石中的NV中心。如下面将要讨论的，特别优选高密度的多个NV中心。在使用具有泵浦辐射波长(λpmp)的泵浦辐射(LB)照射时，传感器元件(NVD)的顺磁中心可以发射具有荧光辐射波长(λfl)的荧光辐射(FL)。通常，这种发射取决于物理量，例如，该物理量可以是上述量之一。例如，顺磁中心可以是金刚石中的NV中心。例如，物理量可以是磁通密度B的幅度。在这种情况下，荧光辐射(FL)的强度取决于在顺磁中心位置处的磁通密度B的值，并且传感器元件(NVD)具有金刚石中的一个或多个NV中心或者多个NV中心。其中，本文将多个顺磁中心理解为一个簇，即，顺磁中心的局部聚集和/或密度增加。当使用微米和纳米晶体时，它们可以埋入在光学透明的埋入材料中，例如，在电路载体(GPCB)本身中。电路载体(GPCB)的材料可以是例如玻璃或功能等效的材料，例如丙烯酸系玻璃。优选地，埋入材料是与电路载体(GPCB)的材料尽可能相似的材料。优选地，埋入材料具有与电路载体(GPCB)的材料基本相同的折射率。优选地，在由玻璃制成的电路载体(GPCB)的情况下，埋入材料是混合的玻璃粉末，包括晶体，特别是金刚石晶体，具有顺磁中心，例如所述的NV中心。加工工艺可以在该加工工艺中(例如在固化前，仍处于浆状状态)将埋入材料连同晶体通过注塑成型等形成特殊形状。优选地，电路载体(GPCB)的材料目前对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的材料是透明的和/或电路载体(GPCB)的材料本身是透明的。优选地，电气引线附接到电路载体(GPCB)，优选地机械连接到它。电路载体(GPCB)因此优选地具有一个或多个电气引线。为了最大化顺磁中心之间的耦合，例如NV中心之间的耦合，这些中心的密度在泵浦辐射(LB)的照射区域中至少局部地应该非常高。在金刚石中的NV中心作为顺磁中心的情况下，在局部区域中，按每单位体积的碳原子数计，NV中心的密度因此应该大于500ppm和/或大于200ppm和/或大于100ppm和/或大于50ppm和/或大于20ppm和/或大于10ppm和/或大于5ppm和/或大于2ppm和/或大于1ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.01ppm。这个密度越高越好。如上所述，非常特别优选>200ppm的密度。优选地，在所述局部区域中，按每单位体积的碳原子数计，NV中心的密度大于0.0001ppm和/或更好地大于0.0002ppm和/或更好地大于0.0005ppm和/或更好地大于0.001ppm和/或更好地大于0.002ppm和/或更好地大于0.005ppm和/或更好地大于0.01ppm和/或更好地大于0.02ppm和/或更好地大于0.05ppm和/或更好地大于0.1ppm和/或更好地大于0.2ppm和/或更好地大于0.5ppm，其中特别优选在局部区域中>200ppm的密度。更大的密度仍然更好，因为其提高了对比度，从而提高了信噪比。较低的密度不仅会衰减信号，在NV中心作为顺磁中心的情况下，其还削弱了NV中心之间的耦合，再次降低了10mT下的荧光辐射(FL)强度与大于50mT下的荧光辐射(FL)强度之间的对比度。另一方面，更高的密度会增强信号。其还增强了NV中心之间的耦合，再次增加了10mT下的荧光辐射(FL)强度与大于50mT下的荧光辐射(FL)强度之间的对比度。如前所述，优选地，模块的传感器元件(NVD)应该包含多种晶体，特别是纳米晶体，包括这些晶体中的至少两种，每种晶体具有至少一个顺磁中心。优选地，传感器元件(NVD)应该包含多个顺磁中心。在这方面，顺磁中心的密度应该足够高到以至于顺磁中心相互影响，使得在磁通密度B的幅度的至少一个值范围内，荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的幅度增加而降低，和/或使得在磁通密度B的幅度的至少一个值范围内，荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的幅度增加而增加。
优选地，电路载体(GPCB)包括光学功能元件。这些可以是透镜、光圈、光栅、数字光学功能元件、衍射光学功能元件、光子晶体、反射镜、分束器、光波导、波耦合器等。特别地，这些光学功能元件中的一个或一些可以在数字和/或衍射光学中制造。如果制造装置通过玻璃料的厚膜印刷来制造这些光学功能元件，则是特别有利的。关于数字光学元件的可能性，应该参考Bernard C.Kress和Patrick Meyrueis的著作"Applied Digital Optics：From Micro-optics to Nanophotonics：Micro-Optics，Optical MEMS andNanophotonics"Wiley；edition：1st(October 27，2009)以及Bernhard Kress和PatrickMeyrueis"Digital Diffractive Optics"Wiley；(2000)。那里提出的技术教导与这里提出的技术教导的组合完全涵盖了顺磁中心的部分。
优选地，在厚膜工艺中制造的电路载体(GPCB)的引线通过焊接和/或导电接合而电气连接到一个或多个电子和/或电气部件的至少一些端子。在这方面，如此附接到电路载体(GPCB)的电子部件可以是光电部件，特别是激光器、LED和光电探测器等，它们优选地光学连接到电路载体(GPCB)。如果电路载体(GPCB)的光学功能元件或机械连接到电路载体(GPCB)的光学功能元件连接到这些光电部件，则在本文件的意义上也存在这种光学连接。例如，它们可以是使用厚膜技术制造的光波导(LWL)或本文中提到的其他光学功能元件。优选地，制造装置使用厚膜技术将这些光学功能元件印刷到电路载体(GPCB)上。适合的层和结构的施用也可以通过其他工艺涂布，例如通过这些层的接合。优选地，在这种情况下，这些层是预先构造的。如果需要，制造装置可以使用例如两层膜。图中未示出的制造装置构造第一层。例如，第二层是非结构化的，仅用于机械支撑。在将第一层涂布到电路载体坯件之后，制造装置去除第二层。只有第一层保留在电路载体坯件上。
优选地，一个或多个电子部件是经由电路载体(GPCB)光学连接到传感器元件(NVD)的一个或多个顺磁中心的光电部件，例如以上述方式。这可以意味着，通过这种光学连接，光电部件可以照射传感器元件(NVD)的顺磁中心和/或传感器元件(NVD)的顺磁中心可以照射光电部件。
电流传感器
在此基础上，本文目前可以概述示例性电流传感器，包括如前所述的磁力计和电导体(LTG)。出于本文的目的，如果磁力计旨在和/或适合连接到导体以形成电流传感器，那么也可以称作电流传感器。
优选地，电导体(LTG)相对于传感器元件(NVD)配置成应该使得由电导体(LTG)中的电流产生的额外磁通密度B能够影响传感器元件(NVD)的顺磁中心的荧光辐射(FL)的强度。
为了使传感器元件(NVD)中的顺磁中心位置处的磁通密度B最大化，电导体(LTG)不应该是直的，而是至少在一个点弯曲。特别优选在U形末端具有尽可能小的内半径R的U形。这种U形实现了磁通密度B的最大化。当然可以使用更多缠绕。在U形的情况下，电导体(LTG)的弯曲限定了一个平面，其中传感器元件(NVD)和/或顺磁中心安装在距该平面不大于0.5mm和/或更差不大于1mm和/或更差不大于2mm和/或更差不大于5mm和/或更差不大于10mm的距离处。
也可以想到线圈(L)。在这种情况下，具有顺磁中心的传感器元件(NVD)的最佳放置点位于线圈(L)的中心。优选地，该装置使用光波导(LWL)，其在其内部的一个点处包括具有顺磁中心的传感器元件(NVD)，作为线圈(L)的线圈芯的一部分或作为线圈芯(图5)。
一个主要优点是传感器元件(NVD)可以紧邻电导体(LTG)并与电导体(LTG)直接接触，因为该装置纯粹是光学地寻址和读取传感器元件(NVD)。优选地，电流传感器的电导体(LTG)的弯曲限定了一个平面。优选地，传感器元件(NVD)和/或顺磁中心然后安装在距该平面不大于0.5mm和/或不大于1mm和/或不大于2mm和/或不大于5mm和/或不大于10mm的距离处。本文的技术教导基于导体轴线，即，电导体的中心(LTG)和传感器元件的中心(NVD)。
例如，如果传感器元件(NVD)使用金刚石中的NV中心作为顺磁中心，则其特征在于高速。即使在引线中的高电流下，这种高速也能快速检测调制的电流波动。因此，这种高速能够通过高压和高电流引线进行信号传输，相应的信号传输装置可以非常完美、廉价和轻松地使用和实施这些引线。
优选地，电流传感器检测电导体(LTG)中的电流随着时间的电流值作为电流信号。然后，电流传感器优选地具有将包含在电流信号中的信息和/或数据信号与作为信息信号的电流信号分离的装置，特别是滤波器和放大器。
优选地，包括关于确定的电流测量值的信息的电流传感器的信息信号控制一个或多个装置，例如加热器、供电装置、电机、阀门等。此外，根据提议的装置可以使用电流传感器的信息信号例如在控制回路中用于数据传输和/或用于信息传输和/或用于信号传输。
电流传感器可以具有特征向量提取单元，该特征向量提取单元从电流传感器的电流测量值的时间进程中提取信息信号(所谓的特征向量)，并且将其转换为特征向量信号(即，由特征向量的时间序列组成的信号)和/或将从信息信号衍生的数据转换成这样的特征向量信号。电流传感器的子装置，它执行神经网络模型和/或HMM模型，使用该神经网络模型和/或该HMM模型来分析特征向量信号并生成一个或多个信号，特别是用于上级控制单元。关于术语特征向量，本发明人参考了现有技术：维基百科(https://de.wikipedia.org/wiki/Merkmalsvektor，截至2020年12月23日)将特征向量定义为(引用)："A featurevector summarizes the(numerically)parameterizable properties of a pattern ina vectorial way.Different features characteristic for the pattern form thedifferent dimensions of this vector.The totality of possible feature vectorsis called the feature space.Feature vectors facilitate automaticclassification because they greatly reduce the features to be classified(instead of a complete image,for example,only a vector of 10numbers needs tobe considered).Often they serve as input for a cluster analysis"(“特征向量以向量的方式总结了图案的(数值)参数化属性。图案的不同特征特性形成了这个向量的不同维度。可能的特征向量的总和称为特征空间。特征向量有助于自动分类，因为它们大大减少了将要分类的特征(而不是完整的图像，例如，只需要考虑10个数字的向量)。它们通常用作簇分析的输入”)。
电流传感器也可以独立于所述的测量值评估来记录动态电流值变化。这些动态电流值变化使得能够在没有和有附加处理的情况下评估时间电流值变化，例如以傅里叶变换和/或小波变换和/或滤波和/或其他方法的形式。该评估优选地在作为装置的子装置的信号处理器中执行。
电流传感器的子装置例如通过测量值数据流形式的电流传感器的电流测量值的时序来检测电导体(LTG)的状态。例如，该电流传感器的子装置可以使用信号处理方法生成特征向量信号，例如，作为值的时间多维序列。信号处理方法例如可以是傅里叶变换和/或FFT和/或小波变换或类似的变换或滤波等。电流传感器优选地从测量数据流获得特征向量信号的值的时间多维序列。诸如信号处理器、滤波器或变换单元等适宜装置优选地执行这种信号处理方法。例如，该特征向量提取之后可以是评估特征向量信号的装置。例如，该装置可以执行神经网络模型或其他人工智能方法，例如HMM模型、Petri网、机器学习或深度学习。在这方面，再次参考上述关于该主题的德国专利申请，这些仍未公布。通过这种方式，AI(人工智能)单元可以例如在实际发生之前检测载流装置的初期故障情况。在部署之前，所谓的训练程序使用故障数据和正常运行数据，例如来自实验室测试，以确定用于参数化这种神经网络模型的网络节点和网络连接的参数。关于自学习安全相关的应用，应该再次参考德国专利申请DE 10 2019 105 337 A1、DE 10 2019 105 340 A1、DE 10 2019 105 343A1(这些在提交本文时仍未公布)、DE 10 2019 105 346 A1、DE 10 2019 105 359 A1、DE10 2019 105 363 A1、DE 10 2019 105 372 A1、DE 10 2019 105 389 A1、DE 10 2019 134408 A1、DE 10 2020 100 996 A1、DE 10 2020 101 000 A1、DE 10 2020 101 036 A1和DE10 2020 101 060 A1。
因此，本文还公开了一种具有子装置的电流传感器，其中所述子装置执行神经网络模型或HMM模型等(见上文)。
供能装置
因此，本领域技术人员可以基于本文所公开的内容来构造包括如前所述的至少一个磁力计和/或模块和/或电流传感器的供能装置。
例如，供能装置可以包括或为以下装置之一，或者可以与以下装置之一交互：
·变压器，
·大电流开关，
·晶闸管，
·二极管，
·两端交流开关元件，
·三端双向可控硅开关元件，
·晶体管，
·电源控制器，
·电流调节器，
·电压调节器，
·电压互感器，
·功率放大器，
·H桥，
·半桥，
·逆变器，
·整流器，
·架空电力线，
·高压电源线，
·发电机，
·引擎，
·涡轮机，
·供应线，
·内燃机，
·燃料电池，
·电池，
·蓄能器，
·用于传输电能的发射或接收线圈，
·充电站，特别是用于电动车辆，
·热电转换器，
·光电能量转换器，
·能量收集器。
因此，这种供能装置具有至少一个顺磁中心。
可以想象，供能装置包括如前所述的电流传感器，并且该传感器提供具有检测到的电流值或从其衍生的变量的信息信号，该信息信号优选地控制供能装置。
例如，电流传感器可以检测具有中性点的三相网络的串电流或中性电流。
电池传感器
基于上述装置，本文因此可以举例说明电池传感器，其中所述电池传感器包括如前所述的至少一个磁力计和/或模块和/或电流传感器。
除了电池单元之外，这样的电池因此优选地包括一个或多个磁力计和/或模块和/或电流传感器，例如，其检测电池内和/或电池端子处的电流值和/或电流密度。
性能监测装置
本文可以阐述基于上述装置的示例性性能监测装置。该性能监测装置可以具有接地故障断路器的功能。例如，在电动车辆中，这样的性能监测装置可以确定是否所有的电流(例如，电池馈入与车身相对的具有例如1kV引线电压的引线)也到达引线末端的电机。例如，如果在车身方向发生泄漏电流，则性能监测装置可以检测注入电流的电流值与提取电流的电流值之间的电流差，如果该电流差的量超过极限值，则可以执行紧急关闭，例如通过启动断开开关，以防止火灾。该性能监测装置优选地包括如前所述的电导体(LTG)和至少一个第一电流传感器和至少一个第二电流传感器。此外，该性能监测装置包括测量值评估装置。电导体(LTG)具有沿着电导体(LTG)的第一导体位置，并且电导体(LTG)具有沿着电导体(LTG)的第二导体位置，第二导体位置不同于第一导体位置并且沿着电导体(LTG)中的预期电流流动间隔开。第一电流传感器目前以第一测量值的形式确定在第一导体位置处的电导体(LTG)中的电流的第一电流值。因此，第二电流传感器优选地同时以第二测量值的形式确定在第二导体位置处的电导体(LTG)中的电流的第二电流值。测量值评估装置将第一测量值与第二测量值进行比较以形成比较值。例如，比较值可以是第一测量值减去第二测量值的差。测量值评估装置形成该比较值和/或将其提供和/或将其传输到上级装置，例如控制室的上级中央控制计算机。如果比较值超过或低于相应的、典型预定的阈值，则测量值评估装置优选地中断或减少电导体(LTG)中的电流流动或者相对于参考电位降低电导体(LTG)的电压电位。
除了上述通过形成第一测量值和第二测量值之间的差来形成比较值之外，还可以例如通过将第一测量值除以第二测量值或相反来执行比较值的形成。
优选地，测量评估装置具有作为比较值的函数的用于中断或减少电导体(LTG)中的电流流动或者相对于参考电位降低电导体(LTG)的电压电位的装置，特别是开关。因此，如果电流沿着电导体(LTG)丢失，则性能监测装置可以推断出分流到在第二测量点处供应或除去一部分电流的另一个引线。如果比较值的量超过预定阈值，则性能监测装置可以触发该断开，例如通过所述的断开开关。电气负载可以插入到对应于第一测量点的第一导体位置和对应于第二测量点的第二导体位置之间的引线中。
因此，本文还提出了一种性能监测装置，其中如果第一测量值偏离第二测量值大于第一测量值的10-10和/或大于第一测量值的10-9和/或大于第一测量值的10-8和/或大于第一测量值的10-7和/或大于第一测量值的10-6和/或大于第一测量值的10-5和/或大于第一测量值的10-4和/或大于第一测量值的10-3，则测量值评估装置中断电导体(LTG)中的电流流动，或通过其他措施导致电导体(LTG)中的电流流动的中断，例如关闭发电等，或导致电导体(LTG)中的电流流动的减少，或导致电导体(LTG)的电位与参考电位之间的电压的降低。在特定应用中哪个值最佳取决于特定应用。如果装置设定得过于灵敏，即使是允许的噪声也可能导致错误关机。如果设定得太不灵敏，则跳闸过程中可能已经发生损坏。因此，满足这些条件之一的其他值包括在权利要求中。
同样，本文提出了一种性能监测装置，其中如果第一测量值偏离第二测量值大于从第一测量值起的100mA和/或大于从第一测量值起的50mA和/或大于从第一测量值起的20mA和/或大于从第一测量值起的10mA和/或大于从第一测量值起的5mA和/或大于从第一测量值起的2mA和/或大于从第一测量值起的1mA和/或大于从第一测量值起的0.5mA和/或大于从第一测量值起的0.2mA和/或大于从第一测量值起的0.1mA和/或大于从第一测量值起的0.05mA，则测量值评估装置中断电导体(LTG)中的电流流动，或导致电导体(LTG)中的电流流动的中断，或导致电导体(LTG)中的电流流动的减少，或导致电导体(LTG)的电位与参考电位之间的电压的降低。在特定应用中哪个值最佳取决于特定应用。如果装置设定得过于灵敏，即使是允许的噪声也可能导致错误关机。如果设定得太不灵敏，则跳闸过程中可能已经发生损坏。通常，应用本文的技术教导的设计者将因此根据应用设定切换点。因此，满足这些条件之一的其他值包括在权利要求中。
作为所述的测量值评估的补充但也独立于所述的测量值评估，性能监测装置可以记录动态电流值变化。性能监测装置可以在没有和有附加处理的情况下评估所记录的时间电流值变化，例如以傅里叶变换或其他方法的形式。
例如，性能监测装置可以使用测量值数据流形式的第一测量值和第二测量值的时间序列来检测引线的状态。性能监测装置可以使用信号处理方法从测量值数据流生成例如特征向量信号。信号处理方法例如可以是傅里叶变换和/或FFT和/或小波变换或类似的变换或滤波等。特征向量信号可以例如作为值的时间多维序列来获得。诸如信号处理器、滤波器或变换单元等相应装置优选地执行这种信号处理方法。例如，该特征向量提取之后可以是评估特征向量信号的装置。例如，该装置可以执行神经网络模型或其他人工智能方法，例如HMM模型、Petri网、机器学习或深度学习。在这方面，应该参考德国专利申请DE 10 2019105 337 A1、DE 10 2019 105 340 A1、DE 10 2019 105 343 A1(这些在提交本文的优先权在先申请时仍未公布)、DE 10 2019 105 346 A1、DE 10 2019 105 359 A1、DE 10 2019105 363 A1、DE 10 2019 105 372 A1、DE 10 2019 105 389 A1、DE 10 2019 134 408 A1、DE 10 2020 100 996 A1、DE 10 2020 101 000 A1、DE 10 2020 101 036 A1和DE 10 2020101 060 A1。通过这种方式，AI(人工智能)单元可以例如在实际发生之前检测初期故障情况。例如，在部署这样的神经网络模型之前，训练程序确定神经网络模型的网络节点和网络连接的参数，本文提出的装置优选地在装置的子装置中使用来自实验室测试的故障数据和正常运行数据执行这些参数。关于自学习安全相关的应用，本发明人再次参考上述未公开的德国专利申请。
因此，本文还公开了一种具有子装置的性能监测装置，其中所述子装置执行神经网络模型或HMM模型等(见上文)。
量子光学系统
同样，基于前述的装置，本文可以概述一种量子光学系统。这样的量子光学系统包含至少一个、优选多个光学量子点。非常优选地，这些量子点是顺磁中心和/或特别是金刚石中的NV中心和/或一种或多种晶体中的其他光学活性杂质。由此，本文提出的量子光学系统优选地包括一个或多个电路载体(GPCB)。这优选地在每种情况下对使用的辐射是全部或部分透明的。为此目的，电路载体(GPCB)优选地至少部分地由光学透明材料制成。量子点可以优选地与光辐射相互作用。例如，在金刚石中的NV中心的情况下，量子点可以与泵浦辐射(LB)相互作用并与荧光辐射(FL)的荧光相互作用。本公开目前提出电路载体(GPCB)与量子点相互作用，使得电路载体(GPCB)充当光学功能元件，例如，光波导，用于可以与量子点相互作用或已经相互作用的光辐射的至少一部分。
电路载体
从前面的部分可以看出，电路载体(GPCB)是所提出的各种装置的核心部件。如前所述，本文提出的电路载体(GPCB)旨在用于磁力计、模块、电流传感器、供能装置、电池传感器、性能监测装置、量子光学系统。
优选地，光学功能元件，例如特别是光学滤波器，特别是布拉格滤波器、反射镜、透镜(特别是微透镜)、数字光学功能元件、衍射光学功能元件、光子晶体和光子晶体结构、谐振器、光圈和/或光学屏蔽和/或非线性光学元件被结合到电路载体(GPCB)中。这可以例如通过蚀刻和/或机械加工和/或3D印刷和/或印刷(特别是，丝网印刷或模版印刷)和/或在具有不同光学特性(与电路载体材料的其余部分相比，例如偏离折射率和偏离吸收和透射系数以及偏离散射特性)的电路载体部件中熔化来实现。此外，使用颗粒和光子束的照射可能会导致电路基板材料的局部变更。
运载工具
在下文中，术语“运载工具”是指运载工具和/或飞行器和/或导弹和/或射弹和/或水面或水下运载工具和/或水面或水下浮体和/或用于移动有生命和无生命事物的功能等效的装置。本文的技术教导目前可以基于前述装置指定一种运载工具，其中该运载工具包括至少一个磁力计和/或至少一个模块和/或电流传感器和/或电池传感器和/或性能监测装置和/或供能装置和/或量子光学系统和/或电路载体(GPCB)。优选地，这些是前述的形式。例如，在这样的运载工具中，可以检测和监控电动车辆的电池电流以检测故障情况。这里有利的是，除了电流和热隔离之外，引线不必具有分流电阻器。优选地，运载工具的状态取决于由本文所述的装置之一确定的测量值。例如，这种状态可以与运载工具电池的充电和放电过程和/或空调系统的状态和/或最大速度和/或选择的行驶路线(节能/非节能)等有关。
制造电路载体(GPCB)的示例性方法
本文的目的是提供一种用于制造本文提出的电路载体(GPCB)的示例性方法。然而，其制造的可能性不限于此。这里提出的示例性方法例如从提供电路载体坯件开始。该方法基于将浆料图案化涂布和/或印刷到所述电路载体坯件上，所述浆料包含光学上适合的粉末，例如玻璃粉末，其在加热时熔化，然后例如取决于印刷形状在作为电路载体坯件(GPCB)的玻璃基板上形成光波导和其他光学功能元件。因此，熔化光学上适合的粉末至少局部地产生对于预期应用的感兴趣波长的辐射足够透明的材料。出于本文的目的，光学上适合的粉末因此是一种如下的粉末，在加热之后，其对于相关辐射是光学透明的，到足以满足预期应用的程度，特别是对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射和/或对于具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射和/或对于具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)的辐射。本文将这种光学上适合的粉末，例如在浆料中并且优选地包含挥发性浆料载体，称为玻璃料。光学上适合的粉末可以是例如玻璃粉末。加热导致浆料载体(例如水)挥发，粉末材料(例如玻璃粉末)熔化形成透明材料，并且取决于印刷边界(例如通过印刷模版中开口的边缘)形成光学功能元件。机器人和分配器可以执行这样的印刷或涂布。因此，电路载体(GPCB)不需要是平面的。它也可以呈现任何三维形状。例如，在3D印刷过程中，可以连续印刷包括所有光学功能元件的电路载体(GPCB)，例如借助于挤出机。如果在印刷期间尚未进行浆料的熔化过程，则通常需要随后的热处理，以至少随后将示例性玻璃粉末转化为透明玻璃体。因此，这种用于制造光波导(LWL)的示例性方法包括例如以下步骤：
1.通过印刷或分配工艺(＝涂布工艺)将玻璃料浆料涂布到所提供的电路载体坯件(GPCB)上，该涂布至少局部地产生线性玻璃料结构。
2.进行热处理以将局部线性玻璃料结构熔化成电路载体(GPCB)的线性玻璃结构；和
3.使用电路载体(GPCB)的线性玻璃结构作为光波导(LWL)。
对于其他示例性结构，以下示例性过程结果包括以下示例性步骤：
·通过印刷或分配工艺将玻璃料浆料涂布到电路载体坯件(GPCB)上，该涂布至少局部地产生玻璃料结构；
·进行温度处理以将玻璃料结构熔化成电路载体(GPCB)的玻璃结构；
·使用电路载体(GPCB)的玻璃结构作为光学功能元件，特别是作为透镜和/或滤波器和/或光圈和/或反射镜和/或光子晶体和/或布拉格滤波器和/或法布里-珀罗干涉仪。
在本文意义上制造电路载体(GPCB)时，如果电路载体(GPCB)的制造使用至少两种、优选更多种玻璃料浆料，则将是有利的。第一种玻璃料浆料用于制造光波导(LWL)。第二种玻璃料浆料另外包含具有顺磁中心的晶体。这使得可以创建被包含这些顺磁中心的光波导区域中断的光波导(LWL)，例如作为传感器元件(NVD)。
这些具有顺磁中心的晶体优选是具有NV中心的金刚石晶体和/或具有ST1中心的金刚石晶体和/或具有L2中心的金刚石晶体和/或具有SiV中心的硅晶体和/或金刚石晶体和/或硅晶体和/或碳化硅晶体或其他晶体中的其他顺磁中心。优选地，晶体是微米或纳米晶体。
通过层压或胶合技术制造电路载体的示例性方法
用于制造电路载体(GPCB)的工艺的另一个实施方案优选地包括通过粘合剂接合形成层。该实施方案优选地使用第一层来实现光波导(LWL)并且使用第二层来实现传感器元件(NVD)。因此，与现有技术相比，制造其中一个片材包括具有顺磁中心的微米和/或纳米晶体的层压板是一个重要的新构思。图中未示出的制造装置在层压和/或接合到电路载体坯件(GPCB)之前或之后构造该片材。这通常适用于用作光波导(LWL)的材料的光学透明片材，并且制造装置还胶合或层压到电路载体坯件(GPCB)上。如果需要，制造过程可以将这些基于片材的层压和接合技术与其他沉积技术结合起来。
还提出的方法是一种制造电路载体(GPCB)的方法。该方法从提供电路载体坯件(GPCB)开始。这例如可以是抛光的玻璃板等。其他电路载体坯件(GPCB)也是可能的。这通常随后通过层压或接合或通过其他适合的涂布工艺将光学透明片材涂布到电路载体坯件(GPCB)上。该过程包括对光学透明片材进行图案化。该图案化可以通过诸如冲压或切割等机械操作、或者通过诸如激光切割或离子或电子束切割等光学操作、或者通过光刻方法或与其功能等效的其他方法来进行。结构化可以在沉积之前或之后临时进行。结构化然后可以在电路基板上产生片状结构。优选地，片材的厚度大于后续传感器系统中所用光的最长波长。当然，类似厚度原理优选地适用于本文的所有光波导(LWL)。然后，所提出的装置可以使用由此产生的片状结构作为光学功能元件。
优选地，将这种片状结构用作光学功能元件涉及将片状结构用作透镜和/或滤波器和/或光圈和/或反射镜和/或光子晶体和/或数字光学功能元件和/或衍射光学功能元件和/或布拉格滤波器和/或法布里-珀罗干涉仪和/或光学谐振器和/或光波耦合器。光学功能元件可以分为光导功能元件、色散功能元件、滤光功能元件、偏光功能元件、偏转功能元件以及光圈和光通量改变功能元件和能量转换功能元件和非线性功能元件。此外，可以考虑诸如全息功能元件等波光功能元件。本发明人这里参考关于光子学和光学以及特别是微光学的相关文献。为了实现，这里参考著作Heinz Haferkorn，"Physikalisch-technischeGrundlagen und Anwendungen"，2002年11月27日，2003WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA。因此，除了上面具体列出的那些之外的其他光学功能元件也是可以想象的。
通常，制造装置在制造过程中通过层压或胶合或通过其他适合的涂布工艺将其他片材涂布到电路载体坯件(GPCB)上，从而产生片材堆叠。通常，单个片材的一种或多种物理和/或化学性质彼此不同。
例如，在制造电路载体(GPCB)的制造过程中制造装置可以使用的片材可能在其片材材料中具有铁磁颗粒，这在极端情况下可能意味着整个片材可能是铁磁的。因此，从这样的片材，制造装置可以制造例如偏置磁体(BM)作为装置的一部分。
例如，在制造电路载体(GPCB)的制造过程中制造装置可以使用的光学透明片材可能在其片材材料中具有有色颗粒，这在极端情况下可能意味着整个片材是有色的，因此通常从白光中过滤掉互补色。因此，从这样的片材，制造装置可以制造例如光学滤波器(F1)作为装置的一部分。
特别地，在制造电路载体(GPCB)的制造过程中制造装置可以使用的这种片材可以在其片材材料中具有吸收泵浦辐射(LB)和/或荧光辐射(FL)和/或补偿辐射(CL)的颗粒。因此，这种片材对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射可以是透明的，如果没有被吸收，和/或对于具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射是透明的，如果没有被吸收，和/或对于具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)的辐射是透明的，如果没有被吸收。
在制造电路载体(GPCB)的制造过程中制造装置可以使用的第五片材可以具有第一折射率，并且在制造电路载体(GPCB)的制造过程中制造装置也可以使用的其他片材可以具有第二折射率，其中第一折射率可以不同于第二折射率。
在制造电路载体(GPCB)的制造过程中制造装置可以使用的片材可以具有在其片材材料中具有顺磁中心的晶体。在这种情况下，具有顺磁中心的晶体优选是具有NV中心的金刚石晶体和/或具有ST1中心的金刚石晶体和/或具有L2中心的金刚石晶体和/或具有SiV中心的硅晶体和/或在金刚石晶体中和/或在硅晶体中和/或在碳化硅晶体中或在其他晶体中的其他顺磁中心。
光学装置
在此基础上，本文还可以在本文中指定包括光学功能元件的光学装置，特别是在由制造装置在制造过程中通过前述方法制造的电路载体(GPCB)上。
优选地，该光学装置还包括光学活性电子部件，例如LED或激光器，以及光敏电子部件，例如光电二极管和/或CCD元件和/或SPAD(单光子雪崩光电二极管)和/或VD(雪崩光电二极管)。优选地，它们与通过前述方法制造的光学功能元件光学连接。此外，该光学装置还可以包括其他电气和电子以及光学和流体部件。
例如，可以作为光学装置一部分的其他功能元件可以是以下列表中的部件：
·引线，
·微带线，
·三板制造线，
·天线，
·线圈，
·变压器，
·电极，
·接触面，
·电容器，
·二极管，
·晶体管，
·微集成电路，
·控制器，
·放大器，
·滤波器，
·电阻，
·电加热元件，
·熔断器，
·热敏电阻，
·LED，
·激光器，
·照片接收器，
·包含电气输出信号的传感器元件，
·直接接触式传感器或直接接触式传感器元件。
本文意义上的直接接触式传感器元件是一种传感器元件(NVD)，其旨在并且适于与相对于传感器元件(NVD)的机械接触面移动的另一物体的其他表面进行直接机械接触，由此，该传感器元件(NVD)的表面旨在与正在移动的另一物体的相应表面机械接触。其也可以是气体和液体，即，流体，因此为了简化，假设在距传感器表面的小距离处的流体中发生运动。例如，这对于钻孔中的测量很重要。在钻孔中，如果适用，包含钻井液的钻杆通常可以使气体/沙子/水/油混合物直接通过这种传感器元件(NVD)。这种混合物的运动通常在传感器元件的表面上造成高度磨损。
由此，可以开发出测量钻孔内的磁通密度B的方法。它包括例如以下步骤
·将磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或量子光学系统和/或电路载体和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置定位为钻孔中的测量系统或测量系统的一部分，
·在测量系统的顺磁中心的位置处检测磁通密度B，和
·将确定的测量值传输到表面。
优选地，测量系统包括直接接触式传感器元件。例如，可以设想作为应用来提供具有NV中心的冲击钻机的钻头并检测钻尖处的磁场强度以避免钻入带电的电线中。如果NV中心检测到的磁通密度的值超过预定的阈值，则钻机关闭。
传感器系统
因此，本文总体上公开了一种传感器系统，该传感器系统包括作为物理量(例如，磁通密度B或上述物理量之一)的函数来改变光学特性的传感器元件(NVD)并且包括如上所述的光学装置。传感器元件(NVD)由此优选地光学连接到光学装置。光学装置光学地检测传感器元件(NVD)的光学特性，并且通过光敏电子部件(PD)将传感器元件(NVD)的光学特性的光学检测值转换为电气信号，该电气信号包括可以用作或被用作物理量的值的量度或者拟用作该值的信号值。光学连接可以实现传感器元件(NVD)和电子装置之间的电位隔离和热隔离。本文所述的技术教导极大地简化了传感器元件(NVD)在具有极端环境条件(例如场强、温度、电位、化学腐蚀性环境物质等)的区域中的放置。
在使用NV中心作为传感器元件(NVD)的敏感子装置的情况下，物理量可以是例如磁通密度B的值。
因此，晶体中的顺磁中心，特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或硅晶体中的G中心，也可以被视为传感器元件(NVD)。
量子技术装置
本文目前可以根据前述的技术教导指定一种量子技术装置。在这方面，量子技术装置优选地包括如前所述的光学装置。该装置的光学功能元件优选是晶体中的顺磁中心，特别是金刚石晶体中的NV中心，其包含金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或硅晶体中的G中心。
量子计算机
因此，基于前述的技术教导，本文公开了一种光学量子计算机，作为本文描述的设计原理的进一步应用，作为本文技术教导的进一步应用。该量子计算机由此包括如前所述的光学装置。该装置的光学功能元件是晶体中的顺磁中心，特别是金刚石晶体中的NV中心和/或金刚石晶体中的SiV中心和/或硅晶体中的G中心。在这方面，应该参考德国专利DE 102020 101 784 B3，其技术教导完全是本申请的一部分。DE 10 2020 101 784 B3的优先权确定文件DE 10 2019 133 466.7的技术教导也完全是本申请的一部分。这适用于符合这里提交的申请的国有化所在州的国家法律。
优选地，这种量子计算机包括用于生成射频信号、微波信号、DC电压和驱动电流的多个微集成电路(IC)，以及用于重置量子比特的泵浦辐射源(PLED)驱动器。
包括所述微集成电路(IC)的量子计算机的所有这些部件优选地收容在电路载体(GPCB)上，因此可以将其设计得特别紧凑。
电离辐射领域中的系统
如果装置使用金刚石中的NV中心作为顺磁中心，则装置的设计和/或使用可以利用金刚石对电离辐射的耐性。因此，本文还要求保护如本文先前所述的磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或供能装置和/或电池传感器和/或性能监测装置和/或量子光学系统和/或电路载体(GPCB)和/或运载工具和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置和/或量子计算机在包括通常技术诱导的电离粒子和/或光子辐射的环境中的用途。因此，空气中的辐射水平通常比正常的辐射水平(～20Bq/m3)高出多于21000％。
此外，这还导致用于电离辐射的技术或医疗用途的装置，例如X射线装置，其使用上述装置和/或方法中的一个或多个。这样的装置然后通常包括例如如本文先前所述的磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或供能装置和/或电池传感器和/或性能监测装置和/或量子光学系统和/或电路载体和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置和/或量子计算机。
直接接触式系统和直接接触式传感器元件
本文已经在上面提到了直接接触式系统和直接接触式传感器元件。
如上所述，本文意义上的直接接触式传感器元件是一种传感器元件(NVD)，其旨在并适合于其一个表面与另一个物体的移动表面进行直接机械接触，由此，传感器元件(NVD)的一个表面旨在与另一个物体的相应移动表面接触。其也可以是气体和液体，即，流体。在实施本发明时，本发明人已经做出简化假设，即，在距传感器表面的小距离处的流体中发生运动。例如，在钻孔中的测量中，这很重要，其中钻杆引导气体/沙子/水/油混合物形式的钻井液直接通过这种传感器元件(NVD)。
因此，直接接触式系统是一种包括至少一个直接接触式传感器元件作为传感器元件(NVD)的传感器系统。
因此，在本文的意义上，要求保护的直接接触式传感器系统包括例如本文前述的磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或量子光学系统和/或电路载体(GPCB)和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置。在这方面，直接接触式传感器系统包括传感器元件(NVD)，在这种情况下，直接接触式传感器元件优选地由特别是金刚石的材料制成并且具有材料表面。为了成为之前列举的装置的一部分，传感器元件(NVD)具有顺磁中心和/或量子点。目前，在这种直接接触式传感器元件或系统的情况下，传感器元件(NVD)的材料表面可经由传感器元件(NVD)的外表面的至少一部分直接机械地接近。例如，该装置的外壳优选地具有露出该表面的相应的机械窗口。
传感器元件的这种可直接接近的材料表面的机械维氏硬度应该高于超硬材料的限值(>40GPa)。
具有调制的量子点密度的传感器元件
顺磁中心相互影响。因此，调制顺磁中心的密度可以导致荧光发生变化，因为其会改变荧光辐射(FL)的吸收。磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或供能装置和/或电池传感器和/或性能监测装置和/或量子光学系统和/或电路载体(GPCB)和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置和/或量子计算机可以使用这种传感器元件(NVD)。这样的传感器元件(NVD)优选地包括传感器元件表面的表面部分，该表面部分包括顺磁中心和/或量子点，其中顺磁中心相对于表面部分的密度使用密度函数来调制，该密度函数取决于在表面部分上的位置和/或取决于在该表面部分的区域中垂直于表面部分的深度。优选地，顺磁中心排列成这些顺磁中心的簇，例如金刚石中的NV中心。这些簇优选地以二维或三维网格的形式排列，其中网格平面优选地平行于表面部分的表面。可能有多个顺磁中心的簇平面堆叠在该表面下方到晶体的深度。
因此，顺磁中心(例如NV中心)的密度调制优选地显示出至少一个空间周期性分量，其通常对应于晶格常数。
量子系统
本文还在本文中提出了一种包括响应于电气传输信号(S5)发射泵浦辐射(LB)的泵浦辐射源(PLED)的量子系统。此外，量子系统优选地包括传感器元件(NVD)，该传感器元件具有至少一个顺磁中心，特别是具有金刚石中的一个或多个NV中心。驱动电路(IC)优选地产生传输信号(S5)。一个或多个顺磁中心作为物理量的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为在相应顺磁中心的位置处的磁通密度B的幅度的函数以及作为照射的泵浦辐射(LB)的函数。传输信号(S5)优选地在时间上是周期性的，具有泵浦周期。在至少5个泵浦周期内，传输信号(S5)的幅度优选地呈现平均值。在第一周期中，传输信号(S5)的幅度在所述至少5个泵浦周期期间高于所述平均值。然而，在第二周期中，优选地，传输信号(S5)的幅度在所述至少5个泵浦周期期间低于所述平均值。优选地，泵浦辐射源(PLED)的传输信号(S5)具有这样的设计，使得泵浦脉冲非常短并且因此非常高，以便最大化传感器元件(NVD)中的顺磁中心的耦合，例如，金刚石中的NV中心的耦合，从而最大化没有磁场的荧光辐射(FL)的水平与有磁场的荧光辐射(FL)的水平之间的对比度。
该装置优选地生成第一周期的第一时间长度的第一量除以第二周期的第二时间长度的第二量的比值，使得它显著不同于0.5。
另一种量子系统包括作为电气泵浦信号(Ipump，S5)的函数发射泵浦辐射的泵浦辐射源(PLED)、传感器元件(NVD)和产生电气泵浦信号(Ipump，S5)的驱动电路(IC)，该传感器元件(NVD)具有至少一个顺磁中心，特别是具有金刚石中的一个或多个NV中心。一个或多个顺磁中心由此作为物理量的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为在相应顺磁中心的位置处的磁通密度B的幅度的函数以及作为照射的泵浦辐射(LB)的函数。然而，电气泵浦信号(Ipump，S5)的信号发生器(G)目前使用扩频码作为例子来调制电气泵浦信号(Ipump，S5)。当应用此方法时，可以将有用信号从典型的白噪声背景中提取出来。
为此目的，这种量子系统优选包括信号发生器(G)、泵浦辐射源(PLED)、具有至少一个或多个顺磁中心，特别是金刚石中的NV中心的传感器元件(NVD)以及辐射接收器(PD)。信号发生器(G)产生传输信号(S5)。优选地，传输信号(S5)是扩频码信号。优选地，传输信号(S5)在具有下传输频率和上传输频率的传输频带中被频带限制，其中优选地，下传输频率的幅度不同于上传输频率的幅度。特别地，可以使用扩频码来调制传输信号(S5)。优选地，扩频码是随机信号或带限伪随机信号。例如，时钟反馈移位寄存器可以生成这种带限伪随机信号。然后，泵浦辐射源(PLED)响应于传输信号(S5)并因此响应于扩频码发射泵浦辐射(LB)。然后，泵浦辐射(LB)照射传感器元件(NVD)，其中传感器元件(NVD)作为泵浦辐射(LB)的函数和作为其他物理量的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为磁通密度B的函数。然后，荧光辐射(FL)辐射到辐射接收器(PD)，其中辐射接收器(PD)将荧光辐射(FL)的强度的信号转换为接收器输出信号(S0)。同步解调器使用传输信号(S5)解调接收器输出信号(S0)以形成解调信号(S4)。然后，可以将该解调信号(S4)用作测量信号。它的值对应于荧光辐射(FL)的强度的值，因此对应于物理量的值。
接收器
在实施本发明时，本发明人认识到装置的速度使它们能够用作电磁波的接收器。然后，这种接收器优选设置有本文前述的磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或量子光学系统和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置。
然后，测量信号优选是接收的信号。
钻孔测量
在实施本发明时，本发明人意识到本文所述的装置可以用于地质勘测的钻孔中。然后，其是一种用于测量钻孔或地质搜索场内的磁通密度B的方法，包括以下步骤：
-定位磁力计和/或模块和/或电流传感器和/或量子光学系统和/或电路载体和/或光学装置和/或传感器系统和/或量子技术装置作为在钻孔中的测量系统或测量系统的一部分或者在地质搜索场的预定位置处；
-在测量系统的顺磁中心的位置处检测磁通密度B；
-将确定的测量值传输到表面。
例如，传输可以经由数据总线或光波导进行有线束缚，或者通过电磁波或超声波进行无线传输。当定位在钻孔中时，有利的是，测量系统具有直接接触式传感器元件，使得直接接触式传感器元件可以直接测量例如围岩和/或例如流过的油/气/水/砂混合物的磁性。
制造光学系统的方法
能够至少部分地通过简单的印刷和分配工艺以低成本制造必要的光学系统是特别有利的。这是一种用于制造光学系统的方法，其中包括以下步骤：提供具有表面的电路载体(GPCB)，以及将第一玻璃料浆料涂布(特别是分配)和/或印刷到电路载体(GPCB)上作为第一玻璃料结构，并且通常随后将玻璃料结构熔化成熔融玻璃料结构、将熔融玻璃料结构固化成固化的玻璃料结构并且使用固化的玻璃料结构作为光学功能元件。
电路载体(GPCB)优选在表面上具有结构，特别优选流体和/或微流体结构，特别是凹陷和/或沟槽和/或唇部和/或其他部件，其限制和/或控制和/或影响熔融玻璃料结构的熔融玻璃料的流动。
优选地，至少一些固化的玻璃料结构是光学透明的，使得本文公开的装置可以将它们用作光学功能元件，例如透镜或光波导。这可以例如通过包含玻璃粉末的玻璃料浆料来实现。
优选地，至少一些固化的玻璃料结构不是光学透明的，使得本文公开的装置可以将它们用作例如光圈或波槽。这可以例如通过玻璃料中的黑色和/或深色颗粒来实现。
然而，这样的颗粒也可以在以这种方式产生的光波导中特异性地散射光。然后，固化的玻璃料结构具有散射颗粒。例如，这些可以是白色颗粒。
可以实现散射光的着色。然后，固化的玻璃料结构具有有色颗粒。
如果需要，玻璃料浆料可以具有有色的玻璃粉末，其可以例如通过使用盐来着色。以这种方式，可以印刷和/或分配特定的滤色器。
玻璃料浆料和/或固化的玻璃料结构也可以具有铁磁颗粒，例如，以调节量子光学系统的磁性工作点。
此外，为了制造量子光学传感器系统，有用的是，固化的玻璃料结构包含具有顺磁中心的颗粒和/或晶体。
然后，优选地，至少一个或多个顺磁中心是金刚石中的NV中心和/或金刚石中的SiV中心和/或金刚石中的ST1中心和/或金刚石中的L2中心。优选地，密度特别高，如本文其他地方已经说明的。
如果使用适合的印刷技术，则印刷技术可以使用非常小的印刷结构尺寸。优选地，玻璃料浆料具有微米和/或纳米颗粒。然后，固化的玻璃料结构在至少一个位置处具有小于1mm和/或更好地小于500μm和/或更好地小于200μm和/或更好地小于100μm和/或更好地小于50μm和/或更好地小于20μm和/或更好地小于10μm和/或更好地小于5μm和/或更好地小于2μm和/或更好地小于1μm的宽度。如果要制造衍射光学器件，则结构必须小于波长。然后，宽度优选地甚至小于0.5μm和/或更好地小于0.2μm和/或更好地小于0.1μm。
当例如通过电路载体(GPCB)的表面中的限制沟槽和/或唇部来实现这种制造的精度时，可以制造光学功能元件。然后，固化的玻璃料结构的至少一个子装置优选为以下光学功能元件之一：
·光学滤波器，特别是布拉格光学滤波器，和/或
·反射镜和/或镜面，和/或
·透镜，特别是微透镜，和/或
·数字光学功能元件，和/或
·衍射光学功能元件，和/或
·光子晶体和光子晶体结构，和/或
·光栅或光子光栅，和/或
·谐振器，和/或
·光圈，和/或
·波槽，和/或
·光学屏蔽，和/或
·棱镜，和/或
·分束器，和/或
·光波导，和/或
·光学谐振器，和/或
·光波耦合器。
然后，可以组装这些以形成更复杂的系统。优选地，电路载体(GPCB)部分地是光学不透明的和/或部分地是光学透明的。这取决于应用的类型。因此，电路载体(GPCB)也可以是光学上完全不透明的和/或光学上完全透明的。可以将电路载体(GPCB)的多个侧面用于光学和/或电气功能元件。也可以在电路载体(GPCB)上以厚膜和/或薄膜技术制造电路。通过粘合工艺可能形成的各层实现了另一种可能的实施方案。
优选地，电路载体(GPCB)在某些情况下包括天线，例如用于通过电磁波、特别是微波来驱动顺磁中心、特别是金刚石中的NV中心的微波天线。
制造包括片材的光学系统的方法
与使用玻璃料沉积的工艺类似，使用彼此堆叠的结构化片材来制造光学系统的工艺目前在本文中也被限定作为示例。然后，该工艺还从提供具有表面的电路载体(GPCB)开始。然后，将第一片材涂布和/或胶合和/或层压到电路载体(GPCB)上。制造装置可以在涂布之前或之后的制造过程中结构化第一片材。这种结构化可以像以前一样以机械方式再次完成，例如通过切割，例如使用刀，或者例如通过激光切割装置，或者光刻。因此，例如，第一片材的结构化以这种方式进行，以获得第一片状结构，其中结构化可以在涂布、胶合或层压步骤之前或之后进行。随后，所得到的第一片状结构稍后可以用作光学功能元件。
例如，片状结构可以是光学透明的。例如，它可以是光学透明板条。例如，该装置然后将这种光学透明板条用作光波导。
例如，为了能够产生光圈，如果片状结构是光学不透明的，则可能是有用的。
如果第一光学透明片状结构与第二光学不透明片状结构一起使用，这很可能是通常的情况，则建议在工艺中增加进一步的步骤。
因此，扩展的方法优选地包括将第二片材涂布和/或胶合和/或层压到电路载体(GPCB)上，结构化第二片材以获得第二片状结构，其中结构化可以在涂布、胶合或层压第二片材之前或之后进行，并且将第二片状结构用作第二光学功能元件。第二片材可以在组成和/或光学性质上与第一片不同。这些特性可以包括例如折射率、光传输中的吸收光谱、反射光谱、传输光谱、散射特性、片材中颗粒的存在、数量、密度、密度结构和类型，特别是包括量子点、顺磁中心、顺磁中心的簇(即，多个顺磁中心)、NV中心、NV中心的簇等的颗粒。此外，第一片状结构和/或第二片状结构可以是光学不透明的，并且可以通过这种透明性或不透明性与其他片材区分开来。当然，制造装置可以在如本文所限定的装置的制造过程中处理多于两种不同的片材。
这种片状结构可以在其片材材料中具有漫射装置或散射结构，例如，在片状结构的内部或在其表面上，特别是用于耦合光的进出。当使用多个片材材料时，这些结构可能不同。
这种片状结构可以是光学透明的和有色的。
这种片状结构的片材材料可以具有有色颗粒。这些可以在其透明性或反射中着色。
这种片材和/或片状结构的片材材料可以具有铁磁颗粒。
片状结构还可以具有在其片材材料中具有顺磁中心的颗粒和/或晶体。因此，如果片状结构对于荧光辐射(FL)和泵浦辐射(LB)是足够光学透明的，则由这种片材制成的片状结构可以用作传感器元件。然后，这种片状结构优选地至少局部地包含在片材材料内的具有顺磁中心的材料。这种材料可以是一种或多种晶体。一种或多种晶体可以再次具有如此高密度的顺磁中心，例如，当几个顺磁中心耦合时，会出现本文多次提到的集体效应。例如，晶体可以是纳米晶体。例如，晶体可以是金刚石。至少一个或多个顺磁中心可以是金刚石中的NV中心和/或金刚石中的SiV中心和/或金刚石中的ST1中心和/或金刚石中的L2中心和/或晶体中的其他顺磁中心。
片状结构在至少一个位置处具有小于1mm和/或小于500μm和/或小于200μm和/或小于100μm和/或小于50μm和/或小于20μm和/或小于10μm和/或小于5μm和/或小于2μm和/或小于1μm和/或小于0.5μm和/或小于0.2μm和/或小于0.1μm的宽度。
片状结构的至少一个子装置优选为以下光学功能元件之一：
ο光学滤波器，特别是布拉格滤波器，和/或
ο反射镜和/或镜面，和/或
ο透镜，特别是微透镜，和/或
ο数字光学功能元件，和/或
ο衍射光学功能元件，和/或
ο光子晶体和光子晶体结构，和/或
ο光栅或光子光栅，和/或
ο波耦合器，和/或
ο谐振器，和/或
ο光圈，和/或
ο波槽，和/或
ο光学屏蔽，和/或
ο棱镜，和/或
ο分束器，和/或
ο光波导，和/或
ο光导功能元件，和/或
ο分散功能元件，和/或
ο滤光功能元件，和/或
ο偏振功能元件，和/或
ο发散功能元件，和/或
ο改变光圈和光通量的功能元件，和/或
ο能量转换功能元件，和/或
ο非线性功能元件，和/或
ο波光功能元件，和/或
ο全息功能元件。
优势
使用本文公开的技术教导，制造过程中的制造装置可以在本文公开的装置的至少一些实施方式中产生紧凑的电光测量系统和/或紧凑的光学系统，特别是量子光学系统。然而，优点不限于此。适合的制造装置可以使用制造方法的变型来制造本文提出的装置的各种实施方案。提出的制造方法可以包括分配和/或印刷和/或使用片材和/或片材部件的粘合剂和/或层压工艺形成各层。
特征
以下特征再次总结了在其内部结构中的这里提出的提案。如果有意义，可以将单个特征和子特征与其他特征和/或子特征组合。权利要求源自每种情况下的适用权利要求。该说明用于更详细地解释权利要求的关系。
磁力计(1-26)
特征1：磁力计，
-包括传感器元件(NVD)和
-包括电路载体(GPCB)和
-包括泵浦辐射源(PLED)和
-包括辐射接收器(PD)和
-包括评估装置(ADC，IF)，
-其中所述泵浦辐射源(PLED)在使用泵浦电流(Ipump)通电时发射泵浦辐射(LB)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有至少一个量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述传感器元件(NVD)的至少一个量子点在使用泵浦辐射(LB)照射时能够发射荧光辐射(FL)，和
-其中所述至少一个量子点的荧光辐射(FL)的强度取决于在所述至少一个量子点的位置处的磁通密度B的值和/或其他物理参数的值，和
-其中所述辐射接收器(PD)对荧光辐射(FL)敏感并且将所述荧光辐射(FL)的强度或所述荧光辐射(FL)的其他参数转换成接收器输出信号(S0)，所述荧光辐射(FL)的其他参数例如是所述荧光辐射(FL)的强度的调制的相移值，和
-其中所述接收器输出信号(S0)的一个或多个值取决于所述荧光辐射(FL)的强度的值或所述荧光辐射(FL)的其他参数的值，和
-其中所述评估装置(ADC，IF)适于并且旨在检测和/或存储和/或保持就绪和/或传输所述接收器输出信号(S0)的一个或多个值作为测量值，
其特征在于，
-满足以下条件之一或两者，
·在所述泵浦辐射源(PLED)和所述传感器元件(NVD)之间的辐射路径中，所述电路载体(GPCB)的材料对于具有所述泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射是至少局部透明的，并且所述泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)通过该辐射路径，和/或
·在所述传感器元件(NVD)和所述辐射接收器(PD)之间的辐射路径中，所述电路载体(GPCB)的材料对于具有所述荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射是至少局部透明的，并且所述传感器元件(NVD)的量子点、特别是顺磁中心和/或特别是NV中心和/或多个NV中心的荧光辐射(FL)通过该辐射路径，和
-所述传感器元件(NVD)和/或泵浦辐射源(PLED)和/或辐射接收器(PD)和/或评估装置中的至少一个或多个或所有部件机械地附接到所述电路载体(GPCB)。
特征2：根据特征1的磁力计
-其中所述电路载体(GPCB)由对于泵浦辐射(LB)和/或荧光辐射(FL)透明的玻璃或其他材料制成。
特征3：根据特征1或2的磁力计
其中提供的电路载体(GPCB)包括至少一个电气引线和/或其他电气功能部件，例如电阻器和/或电容器和/或电感器和/或熔断器和/或厚膜技术或其他积层技术中的触点。
特征4：根据特征1或3的磁力计
-其中提供的电路载体(GPCB)包括至少一个电气引线和/或其他电气功能部件，例如电阻器和/或电容器和/或电感器和/或熔断器和/或基于通过粘合工艺和/或层压技术和/或光刻系技术的层形成的积层技术层中的触点。
特征5：根据特征1～4中的一项或多项的磁力计
-其中提供的电路载体(GPCB)包括至少一个电气引线和/或其他电气功能部件，例如电阻器和/或电容器和/或电感器和/或熔断器和/或触点和/或二极管和/或在薄膜中的晶体管。
特征6：根据特征3和特征1～4中的一项或多项的磁力计
-其中所述传感器元件(NVD)和/或泵浦辐射源(PLED)和/或辐射接收器(PD)和/或评估装置(ADC，IF)中的至少一个或多个或所有部件借助于焊接和/或接合、特别是导电接合附接到根据特征3的引线和/或触点，和/或与其电气连接，和
-其中所述引线机械地连接到所述电路载体(GPCB)。
特征7：根据特征1～6中的一项或多项的磁力计
-其中所述磁力计包括改变所述泵浦辐射(LB)和/或所述荧光辐射(FL)的至少一部分的光束转向的光学功能元件。
特征8：根据特征7的磁力计
-其中所述光学功能元件是
-光学滤波器，特别是布拉格滤波器或
-反射镜和/或镜面(ML)或
-透镜，特别是微透镜或
-数字光学功能元件或
-衍射光学功能元件或
-光子晶体和/或光子晶体结构或
-光栅或光子光栅或
-光学谐振器或
-光圈或
-波槽或
-光学屏蔽或
-棱镜或
-分束器或
-光波导。
特征9：根据特征1～8中的一项或多项的磁力计
-其中使用厚膜技术或其他构造技术将光波导(LWL)涂布到所述电路载体(GPCB)上。
特征10：根据特征9的磁力计
-其中所述光波导包含具有量子点的晶体和/或
-其中所述光波导包含具有顺磁中心作为量子点的晶体，和/或
-其中所述光波导包含具有多个顺磁中心作为量子点的晶体，和
-其中，特别地，具有顺磁中心的晶体可以是具有NV中心的金刚石晶体。
特征11：根据特征1～10中的一项或多项的磁力计
-其中在所述传感器元件(NVD)的泵浦辐射(LB)也从其入射到顺磁中心的那侧上，所述磁力计的装置部件测量由量子点、特别是由顺磁中心和/或特别是由NV中心和/或由多个NV中心发射的荧光辐射(FL)的强度。
特征12：根据特征1～11中的一项或多项的磁力计
-包括补偿辐射源(CLED)和
-包括第一放大器(V1)和
-其中第一放大器(V1)，可能与另外的子装置协作，放大所述辐射接收器(PD)的接收器输出信号(S0)并为其提供可能也可以为0的偏移量，并产生补偿传输信号(S7)，和
-其中所述补偿辐射源(CLED)响应于所述补偿传输信号(S7)发射补偿辐射(CL)，和
-其中所述补偿辐射源(CLED)将所述补偿辐射(CL)辐射到所述辐射接收器(PD)中，和
-其中所述补偿辐射(CL)和所述荧光辐射(FL)的强度以相加和/或相乘的方式在所述辐射接收器(PD)中叠加，和
-所述辐射接收器取决于该叠加输出信号(S0)，和
-第一放大器(V1)的增益及其偏移量被设定为
-使控制回路稳定，和
-该控制回路将所述接收器输出信号(S0)的值调节到除了控制器的控制误差之外的几乎相等的值，所述控制器优选是P控制器或PI控制器或PID控制器。
特征13：根据特征12的磁力计
-其中所述电路载体(GPCB)包含玻璃或者对于所述补偿辐射(CL)透明的其他材料或由其制成。
特征14：根据特征3和特征12～13中的一项或多项的磁力计
-其中第一放大器(V1)和/或补偿辐射源(CLED)中的至少一个或多个或所有部件借助于焊接和/或接合附接和/或电气连接到根据特征3的引线和/或触点，和
-其中所述引线机械地连接到所述电路载体(GPCB)。
特征15：根据特征12～14中的一项或多项的磁力计
-其中所述磁力计包括改变所述补偿辐射(CL)的至少一部分的光束路径的光学功能元件，和
-其中特别地，所述光学功能元件可以是镜面(ML)。
特征16：根据特征1～15中的一项或多项的磁力计
-其中使用传输信号(S5)来调制所述泵浦辐射源(PLED)。
特征17：根据特征16的磁力计
-包括第一放大器(V1)，其将所述辐射接收器(PD)的接收器输出信号(S0)处理成解调信号(S4)，和
-其中第一放大器(V1)是同步解调器(SDM)，其使用所述传输信号(S5)或从所述传输信号(S5)衍生的信号以解调来自所述接收器输出信号(S0)的解调信号(S4)。
特征18：根据特征17的磁力计
-包括第二放大器(V2)，其将所述解调信号(S4)处理成补偿传输信号(S7)，和
-其中第二放大器(V2)是调制器，其使用所述传输信号(S5)或从所述传输信号(S5)衍生的信号以将所述解调信号(S4)调制成具有第二增益和第二偏移量的补偿传输信号(S7)，和
-其中第二放大器(V2)调整所述补偿传输信号(S7)的调制与所述泵浦辐射(LB)的调制互补，
-使得所述接收器输出信号(S0)基本上是恒定的信号，和/或
-使得所述接收器输出信号(S0)基本上不再具有所述传输信号(S5)的任何信号分量。
特征19：根据特征1～18中的一项或多项的磁力计
-其中所述量子点是或具有顺磁中心，和
-其中所述顺磁中心至少是金刚石中的NV中心，和
-其中所述传感器元件(NVD)包含金刚石。
特征20：根据特征19的磁力计
-其中在所述传感器元件(NVD)中至少局部地，按每单位体积的碳原子数计，所述NV中心的密度大于500ppm和/或大于200ppm和/或大于100ppm和/或大于50ppm和/或大于20ppm和/或大于10ppm和/或大于5ppm和/或大于2ppm和/或大于1ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.01ppm大于0.0001ppm和/或大于0.0002ppm和/或大于0.0005ppm和/或大于0.001ppm和/或大于0.002ppm和/或大于0.005ppm和/或大于0.01ppm和/或大于0.02ppm和/或大于0.05ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.2ppm和/或大于0.5ppm，其中特别优选>200ppm的密度。
特征21：根据特征1～21中的一项或多项的磁力计
-其中所述传感器元件(NVD)包含多种晶体，特别是纳米晶体，和
-其中所述晶体中的至少两个各自具有在特征1的意义上的至少一个量子点，特别是顺磁中心和/或特别是NV中心和/或多个NV中心。
特征22：根据特征1～21中的一项或多项的磁力计
-其中所述传感器元件(NVD)具有如特征1中限定的多个顺磁中心。
特征23：根据特征22的磁力计
-其中在所述传感器元件(NVD)中至少局部地，在特征1的意义上的顺磁中心的密度高到以至于所述量子点或顺磁中心相互影响，使得
-在磁通密度B的幅度值的第一范围内，特别是在值>10mT的第一范围内，所述荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的幅度增加而降低，或
-在磁通密度B的幅度值的第二范围内，特别是在值<1mT的第二范围内，所述荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的幅度增加而增加，
-其中值的第一范围不同于值的第二范围，和
-其中值的第一范围与值的第二范围不重叠。
特征24：根据特征1～23中的一项或多项的磁力计
-其中所述磁力计包括光学滤波器(F1)，所述光学滤波器对于具有所述荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射是透明的并且对于具有所述泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射是不透明的，和
-其中所述光学滤波器(F1)确保所述泵浦辐射(LB)不能到达所述辐射接收器(PD)或只能以充分衰减的方式到达它，和
-其中所述光学滤波器(F1)确保所述荧光辐射(FL)能够充分不衰减地到达所述辐射接收器(PD)。
特征25：根据特征1～24中的一项或多项的磁力计
-其中所述磁力计包括至少一个功能元件以增加所述传感器元件(NVD)的至少一部分的照射强度的密度，特别是使用泵浦辐射(LB)。
特征26：根据特征1～25中的一项或多项的磁力计
-其中所述电路载体(GPCB)具有大于100V和/或大于200V和/或大于500V和/或大于1kV和/或大于2kV和/或大于5kV和/或大于10kV和/或大于20kV和/或大于50kV和/或大于100kV和/或大于200kV和/或大于500kV和/或大于1MV和/或大于2MV和/或大于5MV的介电强度。
模块(27-37)
特征27：模块，特别是用于根据特征1～26中的一项或多项的磁力计，
-包括传感器元件(NVD)和
-包括电路载体(GPCB)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有至少一个量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述传感器元件(NVD)的量子点，特别是至少顺磁中心和/或特别是NV中心和/或特别是多个NV中心，在使用具有泵浦辐射波长(λpmp)的泵浦辐射(LB)照射时能够发射具有荧光辐射波长(λfl)的荧光辐射(FL)，和
-其中所述荧光辐射(FL)取决于在所述量子点的位置处的磁通密度B或其他物理参数，特别是在顺磁中心的位置处和/或特别是在NV中心的位置处和/或特别是在多个NV中心的位置处，
其特征在于，
-所述电路载体(GPCB)的材料对于具有所述泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射是透明的，和/或
-所述电路载体(GPCB)的材料是透明的，和
-至少一个引线连接到所述电路载体(GPCB)，使得所述电路载体至少具有该至少一个引线。
特征28：根据特征27的模块
-其中所述量子点具有顺磁中心，和
-其中所述顺磁中心具有金刚石中的至少一个NV中心，和
-其中所述传感器元件(NVD)包含金刚石。
特征29：特征28之后的模块
-其中在所述传感器元件(NVD)中至少局部地，按每单位体积的碳原子数计，所述NV中心的密度大于500ppm和/或大于200ppm和/或大于100ppm和/或大于50ppm和/或大于20ppm和/或大于10ppm和/或大于5ppm和/或大于2ppm和/或大于1ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.01ppm大于0.0001ppm和/或大于0.0002ppm和/或大于0.0005ppm和/或大于0.001ppm和/或大于0.002ppm和/或大于0.005ppm和/或大于0.01ppm和/或大于0.02ppm和/或大于0.05ppm和/或大于0.1ppm和/或大于0.2ppm和/或大于0.5ppm，其中特别优选>200ppm的密度。
特征30：根据特征27～29中的一项或多项的模块
-其中所述传感器元件(NVD)包含多种晶体，特别是纳米晶体，和
-其中所述晶体中的至少两个各自具有如特征27中限定的至少一个顺磁中心。
特征31：根据特征27～30中的一项或多项的模块
-其中所述传感器元件(NVD)具有如特征27中限定的多个顺磁中心。
特征32：根据特征31的模块
-其中在特征25的意义上的顺磁中心的密度足够高到以至于所述顺磁中心相互影响，使得
-在磁通密度B的幅度的至少一个值范围内，特别是在>10mT的值范围内，所述顺磁中心的荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的幅度增加而降低，或
-在磁通密度B的幅度的至少一个值范围内，特别是在<1mT的值范围内，所述荧光辐射(FL)的强度随着磁通密度B的幅度增加而增加。
特征33：根据特征27～32中的一项或多项的模块
-其中所述电路载体(GPCB)包括光学功能元件。
特征34：根据特征33的模块
-其中所述光学功能元件中的至少一个在数字光学中制造。
特征35：根据特征27～34中的一项或多项的模块
-其中所述电路载体(GPCB)的至少一个引线通过焊接和/或导电接合而电气连接到至少一个电子和/或电气部件的至少一个端子，和
-其中所述引线机械地连接到所述电路载体(GPCB)。
特征36：特征35之后的模块
-其中所述电子部件是光学连接到电路载体(GPCB)的光电部件。
特征37：特征36之后的模块
-其中所述电子部件是经由所述电路载体(GPCB)光学连接到所述传感器元件(NVD)的一个或多个量子点、特别是一个或多个顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心的光电部件。
电流传感器(38-42)
特征38：电流传感器
-包括根据特征1～26中的一项或多项的磁力计，和
-包括电导体(LTG)，
-其中所述电导体(LTG)相对于所述传感器元件(NVD)配置成使得由所述电导体(LTG)中的电流产生的额外磁通密度B能够影响所述荧光辐射(FL)的强度。
特征39：根据特征38的电流传感器
-其中所述电导体(LTG)不是直的而是至少在一个点弯曲。
特征40：根据特征39的电流传感器
-其中所述电导体(LTG)的弯曲限定了一个平面，和
-其中所述传感器元件(NVD)和/或所述量子点、特别是顺磁中心和/或多个顺磁中心安装在距所述平面不大于0.5mm和/或不大于1mm和/或不大于2mm和/或不大于5mm和/或不大于10mm，优选不大于0.5mm的距离。
特征41：根据特征38～40中的一项或多项的电流传感器
-其中所述电流传感器检测所述电导体(LTG)中的电流的电流值的时间进程作为电流信号，和
-其中所述电流传感器具有用于将包含在电流信号中的信息和/或数据信号与作为信息信号的电流信号分离的装置，特别是滤波器和放大器。
特征42：根据特征41的电流传感器
-所述电流传感器的信息信号
ο用于控制装置和/或
ο用于数据传输和/或
ο用于信息传输和/或
ο用于信号传输。
特征43：电流传感器，特别是根据特征38～42中的一项或多项
-其中所述电流传感器的特征向量提取单元从电流测量值的时间进程中提取信息信号，并且将其转换为特征向量信号和/或将从信息信号衍生的数据转换为特征向量信号。
特征44：根据特征43的电流传感器
-其中所述电流传感器的子装置执行神经网络模型和/或HMM模型，其使用该神经网络模型和/或该HMM模型来分析特征向量信号并生成一个或多个信号，特别是用于上级控制单元。
供能装置(45-49)
特征45：供能装置
-其中所述供能装置包括至少一个根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或根据特征38～40中的一项或多项的电流传感器。
特征46：根据特征45的供能装置
-其中所述供能装置包括或为以下装置之一或者与以下装置之一交互：
ο变压器，
ο大电流开关，
ο晶闸管，
ο二极管，
ο两端交流开关元件，
ο三端双向可控硅开关元件，
ο晶体管，
ο电源控制器，
ο电流调节器，
ο电压调节器，
ο电压互感器，
ο功率放大器，
οH桥，
ο半桥，
ο逆变器，
ο整流器，
ο架空电力线，
ο高压电源线，
ο发电机，
ο引擎，
ο涡轮机，
ο供应线，
ο内燃机，
ο燃料电池，
ο电池，
ο蓄能器，
ο用于传输电能的发射或接收线圈，
ο充电站，特别是用于电动车辆，
ο热电转换器，
ο光电能量转换器，
ο能量收集器。
特征47：供能装置
-其中所述供能装置具有至少一个量子点，特别是顺磁中心和/或多个顺磁中心。
特征48：根据特征45～47中的一项或多项的供能装置
-其中所述供能装置包括或为以下装置之一或者与以下装置之一交互：
ο变压器，
ο大电流开关，
ο晶闸管，
ο二极管，
ο两端交流开关元件，
ο三端双向可控硅开关元件，
ο晶体管，
ο电源控制器，
ο电流调节器，
ο电压调节器，
ο电压互感器，
ο功率放大器，
οH桥，
ο半桥，
ο逆变器，
ο整流器，
ο架空电力线，
ο高压电源线，
ο发电机，
ο引擎，
ο涡轮机，
ο供应线，
ο内燃机，
ο燃料电池，
ο电池，
ο蓄能器，
ο用于传输电能的发射或接收线圈，
ο充电站，特别是用于电动车辆，
ο热电转换器，
ο光电能量转换器，
ο能量收集器。
特征49：根据特征45～48中的一项或多项的供能装置
-其中根据特征42的电流传感器控制供能装置或其部分装置，特别是通过该电流传感器的测量值。
电池传感器(50)
特征50：用于监测电池或蓄电池或其他电能存储装置的功能的电池传感器，在本文中与电池同义，
-其中所述电池传感器包括至少一个根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器。
性能监测装置(51-55)
特征51：性能监测装置，特别是残余电流断路器或熔断器，
-包括电导体(LTG)和
-包括根据特征38～42中的一项或多项的至少一个第一电流传感器和
-包括根据特征38～42中的一项或多项的至少一个第二电流传感器和
-包括测量值评估装置，
-其中所述电导体(LTG)具有第一导体位置，和
-其中所述电导体(LTG)具有第二导体位置，第二导体位置不同于第一导体位置并且沿着所述电导体(LTG)中的预期电流流动间隔开，和
-其中第一电流传感器以第一测量值的形式确定在第一导体位置处的所述电导体(LTG)中的电流，和
-其中第二电流传感器以第二测量值的形式确定在第二导体位置处的所述电导体(LTG)中的电流，和
-其中所述测量值评估装置将第一测量值与第二测量值进行比较，并且形成和提供比较值和/或将其传输到上级装置。
特征52：根据特征51的性能监测装置
-其中所述测量值评估装置通过形成第一测量值和第二测量值之间的差来生成比较值，和/或
-其中所述测量值评估装置通过将第一测量值除以第二测量值来生成比较值，和/或
-其中所述测量值评估装置通过将第二测量值除以第一测量值来生成比较值。
特征53：根据特征51和/或52的性能监测装置。
-其中所述测量值评估装置具有作为比较值的函数的用于中断所述电导体(LTG)中的电流流动的装置，特别是开关。
特征54：根据特征51～53中的一项或多项的性能监控装置
-其中所述测量值评估装置
-中断所述电导体(LTG)中的电流流动和/或
-导致所述电导体(LTG)中的电流流动的中断或
-导致所述电导体(LTG)中的电流流动的减少或
-导致所述电导体(LTG)的电位与参考电位之间的电压的降低，
-如果第一测量值偏离第二测量值大于第一测量值的量的10-10和/或大于第一测量值的量的10-9和/或大于第一测量值的量的10-8和/或大于第一测量值的量的10-7和/或大于第一测量值的量的10-6和/或大于第一测量值的量的10-5和/或大于第一测量值的量的10-4和/或大于第一测量值的量的10-3。
特征55：根据特征51～54中的一项或多项的性能监控装置
-其中所述测量值评估装置
-中断所述电导体(LTG)中的电流流动或
-导致所述电导体(LTG)中的电流流动的中断或
-导致所述电导体(LTG)中的电流流动的减少或
-导致所述电导体(LTG)的电位与参考电位之间的电压的降低，
-如果第一测量值偏离第二测量值大于从第一测量值起的100mA和/或大于从第一测量值起的50mA和/或大于从第一测量值起的20mA和/或大于从第一测量值起的10mA和/或大于从第一测量值起的5mA和/或大于从第一测量值起的2mA和/或大于从第一测量值起的1mA和/或大于从第一测量值起的0.5mA和/或大于从第一测量值起的0.2mA和/或大于从第一测量值起的0.1mA和/或大于从第一测量值起的0.05mA和/或大于从第一测量值起的0.02mA和/或大于从第一测量值起的0.01mA和/或大于从第一测量值起的0.005mA和/或大于从第一测量值起的0.002mA和/或大于从第一测量值起的0.001mA。本文的技术教导的后期用户将根据各自的应用确定阈值。这里，传感器环境中的干扰场起着决定性的作用。
特征56：根据特征51～54中的一项或多项的性能监控装置
-其中所述性能监测装置从第一和/或第二测量值的时间变化中提取信息信号，和
-其中所述性能监测装置将提取的信息信号和/或从其衍生的数据提供和/或发信号给上级装置。
包括神经网络模型的性能监控装置(57)
特征57：性能监测装置，特别是根据特征51～56中的一项或多项，
-其中子装置执行神经网络模型和/或HMM模型。
量子光学系统(58)
特征58：量子光学系统
-具有至少一个量子点，特别是具有一种或多种晶体中的一个或多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种晶体中的至少多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是具有一种或多种硅晶体中的一个或多个G中心，
-包括至少一个电路载体(GPCB)，
-特别是包括由光学透明材料制成的电路载体(GPCB)，
-其中所述量子点能够与光辐射相互作用，和
-其中所述电路载体(GPCB)与所述量子点相互作用，使得所述电路载体(GPCB)充当用于能够与或已经与所述量子点相互作用的光辐射的至少一部分的光学功能元件。
电路载体(59-60)
特征59：电路载体(GPCB)
-其中所述电路载体(GPCB)旨在用于，
ο根据特征1～26的磁力计中和/或
ο根据特征27～37的模块中和/或
ο根据特征38～42的电流传感器中和/或
ο根据特征45～49的供能装置中和/或
ο根据特征50的电池传感器中和/或
ο根据特征51～57的性能监测装置中和/或
ο根据特征58的量子光学系统中。
特征60：特征59之后的电路载体(GPCB)
-其中在所述电路载体(GPCB)中结合有光学功能元件，例如
ο光学滤波器，特别是布拉格滤波器，和/或
ο反射镜/或镜面(ML)，和/或
ο透镜，特别是微透镜，和/或
ο数字光学功能元件，和/或
ο衍射光学功能元件，和/或
ο光子晶体和光子晶体结构，和/或
ο光栅或光子光栅，和/或
ο谐振器，和/或
ο光圈，
ο波槽，和/或
ο光学屏蔽，和/或
ο棱镜，和/或
ο分束器，和/或
ο光波导。
运载工具(61)
特征61：运载工具和/或飞行器和/或导弹和/或射弹和/或水面或水下运载工具和/或水面或水下浮体，以下称为运载工具，
-其中所述运载工具包括子系统，所述子系统包括传感器元件(NVD)；和
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述运载工具作为子系统可以包括
-根据特征1～26中的一项或多项的至少一个磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的至少一个模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的至少一个电流传感器和/或
-根据特征58的至少一个量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的至少一个电路载体(GPCB)和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的至少一个光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的至少一个传感器系统和/或
-根据特征90的至少一个量子技术装置，和
-其中所述子系统确定和/或输出和/或传输和/或提供测量值，所述测量值取决于作用在所述传感器元件(NVD)上的运载工具内的物理参数的值，特别是运载工具或运载工具部件的磁通密度B和/或电场强度和/或温度和/或取向和/或运载工具或运载工具部件的速度和/或运载工具或运载工具部件的加速度。
制造电路载体的方法(62-69)
特征62：制造电路载体(GPCB)的方法，包括以下步骤：
-提供电路载体坯件(GPCB)；
-通过印刷或分配工艺或其他适合的涂布工艺将玻璃料浆料涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上，
-由此所述涂布至少局部地产生线性玻璃料结构；
-进行温度处理以将局部线性玻璃料结构重新熔化成线性玻璃结构；和
-使用所述线性玻璃结构作为光波导(LWL)。
特征63：制造电路载体(GPCB)的方法，包括以下步骤：
-提供电路载体坯件(GPCB)；
-通过印刷或分配或涂布工艺将玻璃料浆料涂布到所述电路载体坯件上，
-由此所述涂布至少局部地产生玻璃料结构；
-进行温度处理以将所述玻璃料结构熔化成所述电路载体(GPCB)的玻璃结构；和
-使用所述电路载体(GPCB)的玻璃结构作为所述电路载体(GPCB)的光学功能元件，特别是作为透镜和/或滤波器和/或光圈和/或反射镜和/或光子晶体和/或布拉格滤波器和/或法布里-珀罗干涉仪。
特征64：根据特征62～63中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的玻璃料浆料具有铁磁颗粒。
特征65：根据特征62～65中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的玻璃料浆料具有有色颗粒。
特征66：根据特征62～65中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的玻璃料浆料具有颗粒，
-吸收具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射和/或
-吸收具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射和/或
-吸收具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)的辐射。
特征67：根据特征62～67中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于形成所述电路载体(GPCB)的第一玻璃料浆料包含在熔融时提供具有第一折射率的第一光学透明材料的颗粒，和
-其中用于形成所述电路载体(GPCB)的第二玻璃料浆料包含在熔融时提供具有第二折射率的第二光学透明材料的颗粒，和
-其中第一折射率不同于第二折射率。
特征68：根据特征62～67中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的玻璃料浆料具有量子点，特别是具有一个或多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是具有至少多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是具有一个或多个NV中心的一种或多种金刚石晶体和/或特别是具有至少多个NV中心的一种或多种金刚石晶体。
特征69：根据特征68的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中具有顺磁中心的一种或多种晶体包括
ο具有NV中心的金刚石晶体和/或
ο具有ST1中心的金刚石晶体和/或
ο具有L2中心的金刚石晶体和/或
ο具有SiV中心的金刚石晶体和/或
ο具有G中心的硅晶体和/或
ο金刚石晶体和/或硅晶体和/或碳化硅晶体或具有其他顺磁中心的其他晶体。
玻璃料浆料，特别是用于制造电路载体的方法(70-71)
特征70：玻璃料浆料，特别是用于根据特征62～69中的一项或多项的方法
-其中玻璃料浆料包含具有量子点的晶体，特别是具有一个或多个顺磁中心和/或特别是具有至少多个顺磁中心和/或具有一个或多个NV中心和/或具有至少多个NV中心。
特征71：特征70之后的玻璃料浆料
-其中所述玻璃料浆料包含玻璃粉末颗粒和/或其他光学上至少部分透明的可熔颗粒。
特征72：根据特征70～71中的一项或多项的玻璃料浆料
-其中具有顺磁中心的一种或多种晶体包括
-具有NV中心的金刚石晶体和/或
-具有ST1中心的金刚石晶体和/或
-具有L2中心的金刚石晶体和/或
-具有SiV中心的金刚石晶体和/或
-具有G中心的硅晶体和/或
-金刚石晶体和/或硅晶体和/或碳化硅晶体或具有其他顺磁中心的其他晶体。
通过层压或接合技术制造电路载体的方法(73-80)
特征73：制造电路载体(GPCB)的方法，包括以下步骤：
-提供电路载体坯件(GPCB)；
-通过层压或接合或通过其他适合的涂布工艺将光学透明片材涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上；
-在涂布之前或之后构造光学透明片材，从而形成片状结构；
-使用所述片状结构的片状结构作为光学功能元件。
特征74：根据特征73的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中使用所述片状结构的片状结构作为光学功能元件是用作透镜和/或滤波器和/或光圈和/或反射镜和/或光子晶体和/或数字光学功能元件和/或衍射光学元件功能元件和/或布拉格滤波器和/或法布里-珀罗干涉仪。
特征75：根据特征73～74中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法，包括以下步骤：
-通过层压或接合或通过其他适合的涂布工艺将第二片材涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上，
-用于制造所述电路载体(GPCB)的第二片材在其片材材料中具有铁磁颗粒。
特征76：根据特征73～75中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-通过层压或接合或通过其他适合的涂布工艺将第三光学透明片材涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上，
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的第三光学透明片材在其片材材料中具有有色颗粒。
特征77：根据特征73～76中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-通过层压或接合或通过其他适合的涂布工艺将第四片材涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上，
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的第四片材在其片材材料中具有颗粒，
-其中所述颗粒或所述颗粒的子装置
-吸收具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射和/或
-吸收具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射和/或
-吸收具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)的辐射，和
-其中在未被吸收时，第四片材对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射可以是透明的，和
-其中在未被吸收时，第四片材对于具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射可以是透明的，和
-其中在未被吸收时，第四片材对于具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)的辐射可以是透明的。
特征78：根据特征73～77中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的第五片材具有第一折射率，和
-其中用于形成所述电路载体(GPCB)的第六片材具有第二折射率，和
-其中第一折射率不同于第二折射率。
特征79：根据特征73～78中的一项或多项的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中用于制造所述电路载体(GPCB)的第七片材在其片材材料中具有量子点，特别是具有顺磁中心的晶体和/或特别是具有至少多个顺磁中心的晶体和/或特别是具有NV中心的金刚石晶体和/或特别是具有至少多个NV中心的金刚石晶体。
特征80：根据特征79的制造电路载体(GPCB)的方法
-其中具有顺磁中心的一种或多种晶体是
ο具有NV中心的金刚石晶体和/或
ο具有ST1中心的金刚石晶体和/或
ο具有L2中心的金刚石晶体和/或
ο具有SiV中心的金刚石晶体和/或
ο具有G中心的硅晶体和/或
ο金刚石晶体和/或硅晶体和/或碳化硅晶体或具有其他顺磁中心的其他晶体。
用于制造电路载体的方法的片材(81-82)
特征81：片材，特别是用于根据特征73～80中的一项或多项的方法-其中所述片材在其片材材料中具有量子点，特别是具有顺磁中心的晶体和/或特别是具有至少多个顺磁中心的晶体和/或特别是具有NV中心的金刚石晶体和/或特别是具有至少多个NV中心的金刚石晶体。
特征82：特征81之后的片材
-其中具有顺磁中心的一种或多种晶体是
ο具有NV中心的金刚石晶体和/或
ο具有ST1中心的金刚石晶体和/或
ο具有L2中心的金刚石晶体和/或
ο具有SiV中心的金刚石晶体和/或
ο具有G中心的硅晶体和/或
ο金刚石晶体和/或硅晶体和/或碳化硅晶体或具有其他顺磁中心的其他晶体。
光学装置(83-86)
特征83：光学装置
-具有通过根据特征62～69中的一项或多项的方法制造的光学功能元件和/或
-包括光学功能元件，
-其中所述光学功能元件包括线性玻璃结构和/或
-其中所述光学功能元件具有或者是具有至少一个量子点的玻璃结构，特别是包含具有一个或多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是包含具有至少多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是包含具有一个或多个NV中心的一种或多种金刚石晶体和/或特别是包含具有至少多个NV中心的一种或多种金刚石晶体。
特征84：根据特征83的光学装置
-包括至少一个光学活性电子部件，特别是包括LED或激光器，
-其与所述光学功能元件光学连接，该光学功能元件特别是可以通过根据特征62～69中的一项或多项的方法制造。
特征85：根据特征83和/或84的光学装置
-具有至少一个光敏电子部件，特别是具有光电二极管和/或一个或多个CCD元件和/或SPAD和/或VD，
-其与所述光学功能元件光学连接，该光学功能元件特别是可以通过根据特征62～80中的一项或多项的方法制造。
特征86：根据特征83～85中的一项或多项的光学装置
-其中所述装置包括至少一个电气功能元件，其特别地可以是以下列表中的功能元件：
ο导体，
ο微带线，
ο三板制造线，
ο天线，
ο线圈，
ο变压器，
ο电极，
ο接触面，
ο电容器，
ο二极管，
ο晶体管，
ο微集成电路，
ο调节器(控制器)，
ο放大器，
ο滤波器，
ο电阻，
ο电加热元件，
ο熔断器，
ο热敏电阻，
οLED，
ο激光器，
ο照片接收器，
ο包含电气输出信号的传感器元件，
ο直接接触式传感器。
传感器系统(87-89)
特征87：传感器系统
-具有作为物理量的函数来改变光学特性的传感器元件(NVD)，和
-具有根据特征83～86中的一项或多项以及根据特征85和特征86的光学装置，
-其中所述传感器元件(NVD)光学连接到所述光学装置，和
-其中所述光学装置光学地检测所述传感器元件(NVD)的光学特性，并且通过所述光敏电子部件将其转换为接收器输出信号(S0)，所述接收器输出信号(S0)包括能够用作或被用作物理量值的量度或拟用作该值的信号值。
特征88：根据特征87的传感器系统
-其中所述物理量是磁通密度B。
特征89：根据特征88的传感器系统
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心。
量子技术装置(90)
特色90：量子技术装置
-包括根据特征83～86中的一项或多项的光学装置，
-其中所述装置的光学功能元件是量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心。
量子计算机(91)
特征91：量子计算机
-包括根据特征83～86中的一项或多项的光学装置。
电离辐射场中的用途(92-93)
特征92：光学装置的用途
-在包含工程化的、非天然的电离粒子和/或波长小于10nm的光子辐射的环境中，其中辐射水平比正常的自然辐射水平高出多于1000％，
-其中所述光学装置包括光学功能元件，和
-其中所述光学功能元件具有至少一个量子点，特别是具有一个或多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是具有至少多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是具有一个或多个NV中心的一种或多种金刚石晶体和/或特别是具有至少多个NV中心的一种或多种金刚石晶体，和
-其中所述光学装置可以是
-根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
-根据特征45～49中的一项或多项的供能装置和/或
-根据特征50的电池传感器和/或
-根据特征51～57中的一项或多项的性能监测装置和/或
-根据特征58的量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
-根据特征61的运载工具和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
-根据特征90的量子技术装置和/或
-根据特征91的量子计算机。
特征93：用于电离辐射的技术或医疗用途的装置
-其中所述装置包括光学功能元件，和
-其中所述光学功能元件具有至少一个量子点，特别是具有一个或多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是具有至少多个顺磁中心的一种或多种晶体和/或特别是具有一个或多个NV中心的一种或多种金刚石晶体和/或特别是具有至少多个NV中心的一种或多种金刚石晶体，和
-其中所述装置可以是
-根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
-根据特征45～49中的一项或多项的供能装置和/或
-根据特征50的电池传感器和/或
-根据特征51～57中的一项或多项的性能监测装置和/或
-根据特征58的量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
-根据特征61的运载工具和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
-根据特征90的量子技术装置和/或
-根据特征91的量子计算机。
直接接触式传感器系统(94)
特征94：直接接触式传感器系统
-其中所述直接接触式传感器系统包括由具有材料表面的材料、特别是金刚石制成的传感器元件(NVD)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述传感器元件(NVD)的材料表面可经由所述传感器元件(NVD)的外表面的至少一部分直接机械地接近，和
-其中这种可直接接近的材料表面的机械维氏硬度大于40GPa(超硬材料的限值)，和
-其中所述直接接触式传感器系统可以包括以下的作为子系统
-根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
-根据特征58的量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
-根据特征90的量子技术装置，和
-其中在存在子系统的情况下，所述子系统包括所述传感器元件(NVD)，和
-其中所述直接接触式传感器系统确定和/或输出和/或传输和/或提供测量值，所述测量值取决于作用在所述传感器元件(NVD)上的物理参数的值。
传感器元件(95)
特征95：传感器元件(NVD)
-特别是
ο用于根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
ο用于根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
ο用于根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
ο用于根据特征45～49中的一项或多项的供能装置和/或
ο用于根据特征50的电池传感器和/或
ο用于根据特征51～57中的一项或多项的性能监测装置和/或
ο用于根据特征58的量子光学系统和/或
ο用于根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
ο用于根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
ο用于根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
ο用于根据特征90的量子技术装置和/或
ο用于根据特征91的量子计算机，
-其中所述传感器元件(NVD)具有一个或多个量子点，特别是一种或多种晶体中的一个或多个顺磁中心和/或特别是至少多个顺磁中心和/或特别是一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是一种或多种硅晶体中的一个或多个G中心，和
-包括具有一个或多个量子点的传感器元件表面的表面部分，
-其中使用密度函数来调制所述量子点相对于所述表面部分的密度，所述密度函数作为在所述表面部分上的位置的函数和/或作为在所述表面部分的区域中垂直于表面部分的深度的函数，和
-所述密度调制至少包括空间周期性分量。
量子系统(96-98)
特征96：量子系统
-包括泵浦辐射源(PLED)，其作为传输信号(Ipump，S5)的函数发射泵浦辐射(LB)，和
-包括具有至少一个量子点的传感器元件(NVD)，特别是具有晶体中的至少一个顺磁中心和/或特别是具有至少多个顺磁中心和/或特别是具有至少一种金刚石晶体中的至少一个NV中心和/或特别是具有金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有金刚石晶体中的至少一个SiV中心和/或特别是具有硅晶体中的至少一个G中心，和
-包括产生所述传输信号(Ipump，S5)的驱动电路(IC)，
-其中一个或多个量子点作为物理量的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为在各个量子点的位置处的磁通密度B的幅度的函数以及作为照射的泵浦辐射(LB)的强度的函数，和
-其中所述传输信号(Ipump，S5)在时间上是周期性的，具有泵浦周期，和
-其中在至少5个泵浦周期内，所述传输信号(Ipump，S5)的幅度具有平均值，和
-其中在第一周期中，所述传输信号(Ipump，S5)的幅度在所述至少5个泵浦周期期间高于所述平均值，和
-其中在第二周期中，所述传输信号(Ipump，S5)的幅度在所述至少5个泵浦周期期间低于所述平均值，和
-其中第一周期的第一时间长度的第一量除以第二周期的第二时间长度的第二量的比值不同于0.5。
特征97：量子系统
-包括泵浦辐射源(PLED)，其作为所述传输信号(Ipump，S5)的函数发射泵浦辐射，和
-包括具有至少一个量子点的传感器元件(NVD)，特别是具有至少一个顺磁中心和/或特别是具有至少多个顺磁中心和/或特别是具有至少一种金刚石晶体中的至少一个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有金刚石晶体中的至少一个SiV中心和/或特别是具有至少一种硅晶体中的至少一个G中心，和
-包括产生所述传输信号(Ipump，S5)的驱动电路(IC)，
-其中一个或多个量子点作为物理量的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为在各个量子点的位置处的磁通密度B的幅度的函数以及作为照射的泵浦辐射(LB)的强度的函数，和
-其中使用扩频码来调制所述传输信号(Ipump，S5)。
特征98：特征97之后的量子系统
-包括信号发生器(G)和
-包括泵浦辐射源(PLED)和
-包括传感器元件(NVD)，所述传感器元件具有一个或多个量子点，特别是具有一个或多个顺磁中心和/或特别是具有至少多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是具有一个或多种硅晶体中的一个或多个G中心，
-包括辐射接收器(PD)，
-其中所述信号发生器(G)产生所述传输信号(S5)，和
-其中所述传输信号(S5)在具有下传输频率和上传输频率的传输频带中被频带限制，和
-其中所述下传输频率的幅度不同于所述上传输频率的幅度，和
-其中特别地，所述传输信号(S5)可以使用扩频码来调制，和
-其中特别地，所述扩频码可以是随机信号或带限伪随机信号，和
-其中所述泵浦辐射源(PLED)响应于所述传输信号(S5)发射泵浦辐射(LB)，和
-其中所述泵浦辐射(LB)至少局部地照射所述传感器元件(NVD)，和
-传感器元件(NVD)作为所述泵浦辐射强度(LB)的函数和作为其他物理量的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为磁通密度B的函数，和
-其中所述荧光辐射(FL)进入所述辐射接收器(PD)，和
-其中所述辐射接收器(PD)将所述荧光辐射(FL)的信号转换为接收器输出信号(S0)，和
-其中同步解调器(SDM)使用所述传输信号(S5)解调所述接收器输出信号(S0)以形成解调信号(S4)。
接收器(99-101)
特征99：接收器
-其中所述接收器包括传感器元件(NVD)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述接收器可以包括
-根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
-根据特征58的量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
-根据特征90的量子技术装置
或者可以包括以下的作为子系统
-根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
-根据特征58的量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
-根据特征90的量子技术装置，和
-其中在存在子系统的情况下，所述子系统包括所述传感器元件(NVD)，和
-其中所述接收器确定和/或输出和/或传输和/或提供来自测量值序列的时间进程测量值作为接收信号，所述测量值取决于作用在所述传感器元件(NVD)上的物理参数的值，特别是电磁波。
特征100：根据特征99的接收器，
-其中所述接收器使用量子点在电磁场中提取和提供信息信号。
传输装置(101)
特征101：传输装置
-包括产生电磁场和/或磁场的场产生装置，
-其中所述场产生装置将信息信号施加或调制到电磁场和/或磁场上，和
-包括根据特征100的接收器，
-其中所述接收器使用量子点从电磁波、特别是磁通密度B和/或磁场的时间进程中提取信息信号，并使其可用，
-其中可以特别是通过经由引线的发信号和/或通过提供信号值和/或通过提供采样值和/或通过提供或传输或发信号所述传输装置和/或所述接收器从信息信号中提取的信息来进行使其可用。
钻孔测量(102-103)
特征102：用于测量钻孔或地质搜索场内的磁通密度B的方法，包括以下步骤：
-在钻孔中定位测量系统或测量系统的一部分，
-其中所述测量系统包括由具有材料表面的材料、特别是金刚石制成的传感器元件(NVD)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述测量系统可以包括以下的作为子系统
-根据特征1～26中的一项或多项的磁力计和/或
-根据特征27～37中的一项或多项的模块和/或
-根据特征38～42中的一项或多项的电流传感器和/或
-根据特征58的量子光学系统和/或
-根据特征59～60中的一项或多项的电路载体和/或
-根据特征83～86中的一项或多项的光学装置和/或
-根据特征87～89中的一项或多项的传感器系统和/或
-根据特征90的量子技术装置，和
-其中在存在子系统的情况下，所述子系统包括所述传感器元件(NVD)；和
-其中所述测量系统确定和/或输出和/或传输和/或提供测量值，所述测量值取决于作用在所述传感器元件(NVD)上的物理参数的值，特别是磁通密度B；
-在所述测量系统的传感器元件(NVD)的位置处检测物理参数的值、特别是磁通密度B的值作为确定的测量值，和
-将确定的测量值传递或传输到表面。
特征103：根据特征102的方法
-其中所述测量系统包括或者是直接接触式传感器系统。
制造光学系统的方法
特征104：制造光学系统的方法
-包括以下步骤：
-提供具有表面的电路载体(GPCB)；
-将第一玻璃料浆料涂布、特别是分配和/或印刷到所述电路载体(GPCB)上作为第一玻璃料结构；
-将玻璃料结构熔化成熔融玻璃料结构；
-将所述熔融玻璃料结构固化成固化的玻璃料结构；和
-使用所述固化的玻璃料结构作为光学功能元件。
特征105：根据特征104的方法
-其中所述电路载体(GPCB)在表面上具有结构，特别是流体和/或微流体结构，特别是凹陷和/或沟槽和/或唇部和/或其他部件，其限制和/或控制和/或影响所述熔融玻璃料结构的熔融玻璃料的流动。
特征106：根据特征104～105中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构是光学透明的。
特征107：根据特征104～106中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构不是光学透明的。
特征108：根据特征104～107中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构具有散射部件。
特征109：根据特征104～108中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构具有有色颗粒。
特征110：根据特征104～109中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构具有透明的有色颗粒。
特征111：根据特征104～110中的一项或多项的方法
-其中所述玻璃料浆料包含或包括有色玻璃颗粒。
特征112：根据特征104～111中的一项或多项的方法
-其中所述玻璃料浆料和/或所述固化的玻璃料结构包含铁磁颗粒。
特征113：根据特征104～112中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构包含具有一个或多个量子点的颗粒和/或晶体，特别是具有一个或多个顺磁中心和/或特别是具有至少多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是具有一种或多种硅晶体中的一个或多个G中心。
特征114：根据特征113的方法
-其中所述顺磁中心的至少一个或多个顺磁中心是
ο金刚石中的NV中心和/或
ο金刚石中的SiV中心和/或
ο金刚石中的ST1中心和/或
ο金刚石中的L2中心和/或
ο晶体中的其他顺磁中心。
特征115：根据特征104～114中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构在至少一个位置处具有小于1mm和/或小于500μm和/或小于200μm和/或小于100μm和/或小于50μm和/或小于20μm和/或小于10μm和/或小于5μm和/或小于2μm和/或小于1μm和/或小于0.5μm和/或小于0.2μm和/或小于0.1μm的宽度。
特征116：根据特征104～115中的一项或多项的方法
-其中所述固化的玻璃料结构的至少一个子装置为以下光学功能元件之一：
ο光学滤波器，特别是布拉格滤波器和/或
ο反射镜和/或镜面和/或
ο透镜，特别是微透镜和/或
ο数字光学功能元件和/或
ο衍射光学功能元件和/或
ο光子晶体和光子晶体结构和/或
ο光栅或光子光栅和/或
ο波耦合器和/或
ο谐振器和/或
ο光圈和/或
ο波槽和/或
ο光学屏蔽和/或
ο棱镜和/或
ο分束器和/或
ο光波导和/或
ο光导功能元件和/或
ο分散功能元件和/或
ο滤光功能元件和/或
ο偏振功能元件和/或
ο发散功能元件和/或
ο改变光圈和光通量的功能元件和/或
ο能量转换功能元件和/或
ο非线性功能元件和/或
ο波光功能元件和/或
ο全息功能元件。
制造包括片材的光学系统的方法(117-127)
特征117：制造光学系统的方法
-包括以下步骤：
-提供具有表面的电路载体(GPCB)；
-将第一片材涂布和/或胶合和/或层压到所述电路载体(GPCB)上；
-结构化第一片材以获得第一片状结构，其中所述结构化可以在涂布、胶合或层压的步骤之前或之后进行；和
-使用第一片状结构作为光学功能元件。
特征118：特征117之后的方法
-其中第一片状结构是光学透明的。
特征119：根据特征117～118中的一项或多项的方法，包括以下额外步骤：
-将第二片材涂布和/或胶合和/或层压到所述电路载体(GPCB)上；
-结构化第二片材以获得第二片状结构，其中所述结构化可以在涂布、胶合或层压第二片材的步骤之前或之后进行；
-使用第二片状结构作为第二光学功能元件。
特征120：根据特征117～119中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构不是光学透明的。
特征121：根据特征117～120中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构在其片材材料中具有漫射装置或散射结构。
特征122：根据特征117～121中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构是光学透明的和有色的。
特征123：根据特征117～122中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构在其材料中具有有色颗粒。
特征124：根据特征117～123中的一项或多项的方法
-其中所述片材和/或第一片状结构在其片材材料中具有铁磁颗粒。
特征125：根据特征117～124中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构在其片材材料中包含具有一个或多个量子点的颗粒和/或晶体，特别是具有一个或多个顺磁中心和/或特别是具有至少多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是具有一种或多种硅晶体中的一个或多个G中心。
特征125：根据特征124的方法
-其中所述顺磁中心的至少一个或多个顺磁中心是
ο金刚石中的NV中心和/或
ο金刚石中的SiV中心和/或
ο金刚石中的ST1中心和/或
ο金刚石中的L2中心和/或
ο硅中的G中心和/或
ο晶体中的其他顺磁中心。
特征126：根据特征117～125中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构在至少一个位置处具有小于1mm和/或小于500μm和/或小于200μm和/或小于100μm和/或小于50μm和/或小于20μm和/或小于10μm和/或小于5μm和/或小于2μm和/或小于1μm和/或小于0.5μm和/或小于0.2μm和/或小于0.1μm的宽度。
特征127：根据特征117～126中的一项或多项的方法
-其中第一片状结构的至少一个子装置是以下光学功能元件之一：
ο光学滤波器，特别是布拉格滤波器和/或
ο反射镜和/或镜面和/或
ο透镜，特别是微透镜和/或
ο数字光学功能元件和/或
ο衍射光学功能元件和/或
ο光子晶体和光子晶体结构和/或
ο光栅或光子光栅和/或
ο波耦合器和/或
ο谐振器和/或
ο光圈和/或
ο波槽和/或
ο光学屏蔽和/或
ο棱镜和/或
ο分束器和/或
ο光波导和/或
ο光导功能元件和/或
ο分散功能元件和/或
ο滤光功能元件和/或
ο偏振功能元件和/或
ο发散功能元件和/或
ο改变光圈和光通量的功能元件和/或
ο能量转换功能元件和/或
ο非线性功能元件和/或
ο波光功能元件和/或
ο全息功能元件。
附图说明
这些附图解释了提案的一些但不是全部方面。提供它们是为了说明的目的。适用的权利要求对于强调是决定性的。附图仅是不限制权利要求的各个示例。
图1示出磁力计的基本结构，作为高度简化的框图。
图2示出模块的截面图，其功能对应于图1所示的示例性磁力计的基本结构。
图3示出基于图2的模块的电流传感器。
图4示出包括光反馈补偿的磁力计的框图。
图5示出包括斩波器级的磁力计的框图。
图6示出模块的截面图，其功能对应于图5所示的示例性磁力计的结构。
图7示出基于图6的模块的电流传感器。
图8示出作为电流测量用的电线圈的核芯的光波导中的传感器元件。
图9示出作为磁通密度B的函数的荧光辐射(FL)的强度变化的灵敏度曲线。
图10～18示出使用熔融的玻璃料浆料来制造光学模块的方法。
具体实施方式
图1
图1以高度简化的框图示出了磁力计的基本结构。此简单示例中的信号发生器(G)是泵浦电流源(I0)，该示例中无法对其进行调制。泵浦电流源(I0)产生泵浦电流(Ipump)作为传输信号(S5)。泵浦电流(Ipump)馈送到泵浦辐射源(PLED)。泵浦辐射源(PLED)将泵浦辐射(LB)发射到第一传输路径(i1，未绘制)中。泵浦辐射(LB)的强度通常取决于传输信号(S5)。结果，泵浦辐射源(PLED)使用泵浦辐射(LB)照射传感器元件(NVD)的至少一个区域。传感器元件(NVD)取决于泵浦辐射(LB)发射荧光辐射(FL)。荧光辐射(FL)的强度取决于在荧光辐射(FL)的发射区域中泵浦辐射(LB)的强度，并且如果需要，还取决于其他参数，例如该区域中的磁通密度B的幅度。光学滤波器(F1)优选地允许对于测量系统充分的荧光辐射(FL)的部分通过，而不允许对于测量系统充分的泵浦辐射(LB)的部分通过。结果，基本上只有荧光辐射(FL)经由第二传输路径(i2，图1中未示出)到达辐射接收器(PD)。辐射接收器(PD)将接收到的荧光辐射(FL)的强度以及可能的另外的接收到的辐射转换为接收器输出信号(S0)，其值表示由辐射接收器(PD)接收到的辐射强度的量。在图1的示例中，第一放大器(V1)将接收器输出信号(S0)放大为解调信号(S4)。之所以选择“解调信号”这个名称，只是因为稍后会添加调制。
在该示例中，模数转换器(ADC)将解调信号(S4)转换为数字化信号(DS)。然后，数据接口(IF)使得能够经由数据总线(DB)访问该值。
图2
图2示出了示例性模块的截面图，其功能对应于图1所示的示例性磁力计的基本结构。在由光学透明玻璃制成的示例性电路载体(GPCB)上，例如，在电路载体(GPCB)的上侧，例如在厚膜技术中涂布这里未示出的引线，例如微集成电路(IC)、辐射接收器(PD)和泵浦辐射源(PLED)是电气连接的，也可能是机械连接的。泵浦辐射源(PLED)使用泵浦辐射(LB)照射传感器元件(NVD)，其例如具有金刚石中的NV中心。取决于作为示例性物理量的磁通密度B，传感器元件(NVD)的NV中心发射荧光辐射(FL)。光学滤波器(F1)确保没有泵浦辐射(LB)进入辐射接收器(PD)。壳体(GH)确保潜在的其他光路被中断。壳体(GH)优选地包含黑色热固性材料作为壳体材料。镜面(ML)确保来自泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)尽可能多地到达传感器元件(NVD)并且荧光辐射(FL)尽可能多地到达辐射接收器(PD)，以最大限度地提高系统的灵敏度。
传感器元件(NVD)优选地安装在电路载体(GPCB)的另一侧。这意味着其与电路载体(GPCB)的上侧的微集成电路(IC)和其他电子部件(PLED，PD)电气隔离。
偏置磁体(BM)，通常是永久磁体，这里作为示例连接到电路载体(GPCB)的顶部，以设置偏置磁场。在图9中稍后可以看到，例如，约10mA的偏置磁场通常非常适合于NV中心。
图3
图3示出了基于图2的模块的电流传感器。图2的模块目前补充有电导体(LTG)。如果电流在电导体(LTG)中流动，则会产生磁通密度B，其会影响传感器元件(NVD)的荧光辐射(FL)，因此可以被测量并转换为测量值，例如，该测量值可以经由数据总线(DB)传递。
图4
图4示出了包括光反馈补偿的磁力计的框图。其类似于图1，但是目前第二放大器(V2)放大解调信号(S4)。如果需要，第二放大器(V2)为解调信号(S4)提供偏移量。第二放大器(V2)通过补偿电流源(I1)产生补偿传输信号(S7)。补偿传输信号(S7)使用补偿传输电流(Icomp)馈送到补偿辐射源(CLED)。补偿辐射源(CLED)还经由第三传输路径(I3，这里未示出)辐射到辐射接收器(PD)中。荧光辐射(FL)和补偿辐射源(CLED)的补偿辐射(CL)的照射优选近似相加具有总强度。辐射接收器(PD)的接收器输出信号(S0)的瞬时值取决于该瞬时总强度。因此，辐射接收器(PD)的接收器输出信号(S0)的瞬时值也取决于荧光辐射(FL)的强度和补偿辐射(CL)的强度。因此，该控制回路中的增益和符号优选被选择成实现稳定性。这意味着总强度优选是恒定的，从而即使荧光辐射(FL)的强度发生变化，辐射接收器(PD)中的物理条件也不会改变，因为补偿辐射(CL)的强度在相反方向上的相应变化对此进行补偿。
图5
图5示出了包括示例性斩波器级的示例磁力计的框图。如同图4中那样，辐射接收器(PD)再次接收总强度的辐射，即，传感器元件(NVD)的荧光辐射(FL)和补偿辐射(CL)。光学滤波器(F1)再次防止泵浦辐射(LB)到达辐射接收器(PD)。辐射接收器(PD)将总辐射强度的值转换为接收器输出信号(S0)的瞬时值。同步解调器(SDM)使用传输信号(S5)将接收器输出信号(S0)转换为解调信号(S4)。信号发生器(G)优选地产生传输信号(S5)。传输信号(S5)优选地具有不同于0Hz的频率。在图5的示例中，示例性同步解调器(SDM)包括第一乘法器(M1)，其通过将接收器输出信号(S0)的瞬时值乘以传输信号(S5)的瞬时值将接收器输出信号(S0)转换成乘法器输出信号(S3)的瞬时值。示例性低通滤波器(TP)将乘法器输出信号(S3)放大和滤波成解调信号(S4)。因此，这里的低通滤波器(TP)已经接管了图1和图4的第一放大器(V1)的功能。优选地，低通滤波器(TP)基本上只让DC信号通过而不让传输信号(S5)和更高频率通过。然后，不再显示的评估装置(ADC，IF)可以处理解调信号(S4)，如图4所示。第二乘法器(M2)将解调信号(S4)的瞬时值与传输信号(S5)的瞬时值乘到补偿预信号(S6)的瞬时值。如果需要，第二放大器(V2)进一步将补偿预信号(S6)放大到补偿传输信号(S7)，并且通常为其提供偏移量。由补偿辐射源(CLED)发射的补偿辐射(CL)的强度通常取决于补偿传输信号(S7)的瞬时值。由泵浦辐射源(PLED)发射的泵浦辐射(LB)的强度通常取决于传输信号(S5)的瞬时值。控制回路中的增益和偏移量优选地设计成使得基本上除了控制误差和系统噪声之外实现了稳定性。
图6
图6示出了模块的截面图，其功能对应于图5的示例性磁力计的结构。其对应于图2的模块。与图2相比，它目前包括图4和图5的附加的补偿辐射源(CLED)。本文公开的技术教导的用户将优选地选择补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)，使得其可以通过在图6的示例中的光学滤波器(F1)。例如，如果泵浦辐射(LB)为绿色并且荧光辐射(FL)为红色，则红外辐射可用作补偿辐射(CL)。
图7
图7再次示出了基于图6的模块的电流传感器。类似于图3，其再次包括所述电导体(LTG)。
图8
图8示出了作为电流测量用的电线圈(L)的核芯光波导中的传感器元件。上述系统的光学传输路径也可以完全或部分地设计为光波导(OFC)。然后，可能有用的是，将作为电导体(LTG)的线圈(L)绕着光波导(LWL)缠绕并且传感器元件(NVD)插入光波导(LWL)中，以使磁通密度B最大化。
图9
图9的a示出了具有金刚石中的NV中心的传感器元件的示例性荧光曲线。图9的b示出了作为磁通密度B的函数的荧光辐射的强度变化的相应灵敏度曲线。
图10～18
图10～18示出了制造光学模块的方法。可以修改各个步骤的顺序。可以将步骤添加到方法中。如果需要并且如果这样做有意义，可以省略步骤。
图10
示例性方法从提供图10中的电路载体(GPCB)开始。在图10的示例中，电路载体(GPCB)是光学不透明的。它具有第一示例性光学透明馈通部(OV1)和第二示例性光学透明馈通部(OV2)和第三示例性光学透明馈通部(OV3)，它们允许后面的功能元件与电路载体(GPCB)的另一侧进行光学通信。
图11
在这里显示的示例中，未示出的制造装置将玻璃料和载体的玻璃料浆料涂布到图10的电路载体(GPCB)上。该涂布可以使用来自其他物质(例如，来自盐)的功能等效材料。在这种情况下，例如使用模版印刷来涂布玻璃料浆料。以这种方式印刷的玻璃料浆料的部分随后形成第一传输路径(i1)和第二传输路径(i2)和第三传输路径(i3)。
图12
未示出的制造装置将包含铁磁颗粒的玻璃料浆料涂布到电路载体(GPCB)的另一侧，例如通过模版印刷到图11的电路载体上。这种包含铁磁颗粒的玻璃料浆料例如随后形成偏置磁体(BM)。
图13
在图12的电路载体(GPCB)上，未示出的制造装置将玻璃料浆料(例如，通过模版印刷)引入到稍后将构成第二传输路径(i2)的玻璃料浆料部分与稍后将构成第一传输路径(i1)的玻璃料浆料部分之间的间隙中。该玻璃料浆料可以散布有例如具有高密度NV中心的金刚石微晶。新的玻璃料浆料部分随后将形成传感器元件(NVD)。
图14
未示出的制造装置将玻璃料浆料(例如，通过模版印刷)涂布到图13的电路载体(GPCB)上的稍后将代表第二传输路径(i2)的玻璃料浆料部分与位于其左侧的玻璃料浆料部分之间的间隙中。例如，该玻璃料浆料可以散布有有色玻璃颗粒或有色盐。这种附加材料的选择方式使得该部分稍后不再传输来自泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)，而是传输来自传感器元件(NVD)的具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射。新的玻璃料浆料部分随后将形成光学滤波器(F1)。
图15
在图14的电路载体(GPCB)上，未示出的制造装置将玻璃料浆料(例如，通过模版印刷)引入到稍后将代表第三传输路径(i3)的玻璃料浆料部分与位于其右侧的玻璃料浆料部分之间的间隙中。例如，该玻璃料浆料可以散布有白色玻璃颗粒或具有不同折射率的颗粒。然后，在这里提出的示例性情况下，这种附加材料导致补偿辐射(CL)和荧光辐射(FL)被这些颗粒散射，使得该辐射随后可以通过第二示例性光学透明馈通部(OV2)到这里尚未安装的辐射接收器(PD)上。新的玻璃料浆料部分随后将在光束路径中形成光学漫射装置(STR)。
图16
图15的电路载体(GPCB)的热处理熔化并重新熔化玻璃料浆料部分。它们目前优选与电路载体(GPCB)形成牢固的机械结合。
图17
印刷技术优选地使用厚膜技术将电气引线(LT)涂布到图16的电路载体(GPCB)上。
图18
未示出的制造装置将焊膏印刷到图17的电路载体(GPCB)上。未示出的组装装置组装图17的电路载体(GPCB)，包括电子部件(IC，CLED，PD，PLED)。电路载体在例如未示出的焊接装置中被焊接，例如回流炉。例如绿色LED的泵浦辐射源(PLED)目前可以将例如绿色的泵浦辐射(LB)经由第一示例性光学透明馈通部(OV1)馈送到第一传输路径(i1)，其目前在熔化后充当光波导(LWL)。泵浦辐射(LB)撞击这里作为例子具有NV中心的传感器元件(NVD)。传感器元件(NVD)这里用作短光波导(LWL)，包括有源部件，即NV中心。传感器元件(NVD)将荧光辐射(FL)发射到第二传输路径(i2)中，泵浦辐射(LB)也进入第二传输路径中并且还充当光波导(LWL)。这里，光学滤波器(F1)用作波长选择性光波导(LWL)。由于其颜色，光学滤波器(F1)仅允许荧光辐射(FL)通过。荧光辐射(FL)目前进入另一个光波导(LWL)。在另一侧上，补偿辐射源(CLED)将补偿辐射(CL)经由第三示例性光学透明馈通部(OV3)辐射到第三传输路径(i3)中。补偿辐射(CL)经由第三传输路径(i3)进入漫射装置(STR)，第三传输路径充当包含高散射材料的光波导(LWL)。漫射装置(STR)经由第二示例性光学透明馈通部(OV2)将补偿辐射(CL)朝向辐射接收器(PD)散射。漫射装置(STR)还经由第二示例性光学透明馈通部(OV2)将来自其他光波导(LWL)的荧光辐射(FL)朝向辐射接收器(PD)散射，在那里荧光辐射(FL)和补偿辐射(CL)重叠。辐射接收器(PD)从入射的荧光辐射(FL)和入射的补偿辐射(CL)的强度接收总辐射强度。对于其余内容，请参阅这里的控制电路的说明。
附图标记和缩写列表
ADC 模数转换器(评估装置)；
BM 偏置磁体；
CLED 补偿辐射源；
CL 补偿辐射；
DB 数据总线；
DS 数字化信号；
F1 光学滤波器。光学滤波器(F1)优选地对于泵浦辐射(LB)以足以用于传感器系统或磁力计的功能的方式是不透明的，并且对于补偿辐射(CL)和传感器元件(NVD)的荧光辐射(FL)是透明的。因此，光学滤波器(F1)防止泵浦辐射(LB)到达辐射接收器(PD)。如果需要，可能有用的是，光学滤波器(F1)允许预定比例的泵浦辐射(LB)通过以设定控制电路的工作点。
FL 荧光辐射；
G 信号发生器；
GH 壳体；
GPCB电路载体。本文还通过术语系统载体(GPCB)来指代电路载体(GPCB)，这与本文的目的同义。优选地，电路载体(GPCB)是对于具有泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射和/或对于具有荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射和/或对于具有补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)的辐射和/或对于在与传感器模块/磁力计/量子光学系统/量子计算机的功能相关的至少相关区域中的其他功能辐射透明的电路载体；
I0 泵浦电流源；
I1 补偿电流源；
i1 第一传输路径；
i2 第二传输路径；
i3 第三传输路径；
IC 微集成电路。示例性微集成电路(IC)优选地包括控制器电路，其包括滤波器、放大器、模数转换器(ADC)和数据接口(IF)以及任何其他电气功能部件；
Icomp 补偿传输电流；
IF 数据接口(评估装置)。数据接口(IF)通常包括计算机单元和数据总线接口；
Ipump泵浦电流源(I0)的泵浦电流。泵浦电流源(I0)的泵浦电流(Ipump)操作泵浦辐射源(PLED)。本文还将泵浦电流源(I0)的泵浦电流(Ipump)称为传输信号(S5)。如果需要，泵浦电流(Ipump)可以与传输信号(S5)不同，使得信号发生器(G)产生传输信号(S5)并且泵浦电流源(I0)作为传输信号(S5)的函数来调制泵浦电流(Ipump)。优选地，由泵浦电流源(I0)产生的泵浦电流(Ipump)对传输信号(S5)的值的依赖性在典型操作点处基本上是线性依赖性。因此，以这个方程的形式对控制回路中的条件进行简化考虑是大体可以允许的；
λfl当使用具有泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射照射时，由顺磁中心和/或多个顺磁中心发射的荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)，例如一个NV中心和/或多个NV中心和/或NV中心簇的形式的多个NV中心；
λks 补偿辐射源(CLED)的补偿辐射(CL)的补偿辐射波长(λks)；
λpmp 泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)；
L 线圈；
LB 泵浦辐射；
LT 采用厚膜或薄膜技术的电气引线；
LTG 电导体(LTG)，其电流被测量；
LWL 光波导；
M1 第一乘法器；
M2 第二乘法器；
ML 镜面(光学功能元件)；
NVD传感器元件。泵浦辐射(LB)控制传感器元件(NVD)。传感器元件(NVD)作为物理量的函数和作为泵浦辐射(LB)的控制的函数来改变其光学特性。优选地，其是一种或多种晶体，其中一种但优选地多种，再更优选地多种晶体，具有至少局部非常高的顺磁中心的密度。优选地，传感器元件中的顺磁中心的密度至少局部地如此之高，以至于其次级辐射和/或其自旋状态可能影响其他顺磁中心，从而产生新的光学特性。优选地，一个或多个顺磁中心是金刚石中的NV中心和/或金刚石中的ST1中心和/或金刚石中的L2中心和/或金刚石中的SiV中心。优选地，其是多种晶体。最优选地，其是多种微米和/或纳米晶体。优选地，这些晶体和/或微晶在传感器元件(NVD)内随机排列。
OV1 第一示例性光学透明馈通部；
OV2 第二示例性光学透明馈通部；
OV3 第三示例性光学透明馈通部；
PD 辐射接收器；
PLED 泵浦辐射源。泵浦辐射源(PLED)优选地作为来自传输信号(S5)的泵浦辐射(LB)的强度的函数发射泵浦辐射(LB)。泵浦辐射源(PLED)优选是发光二极管或激光器，特别是半导体激光器。特别优选地，泵浦辐射源(PLED)还可以包括光学功能元件，例如反射镜和透镜，它们将泵浦辐射(LB)聚焦到传感器元件(NVD)的区域上，从而在使用泵浦辐射(LB)照射的传感器元件(NVD)的区域中确保高的泵浦辐射功率密度。
S0 接收器输出信号；
S1 放大器输出信号；
S3 乘法器输出信号；
S4 解调信号；
S5 传输信号；
S6 补偿预信号；
S7 补偿传输信号；
SDM 同步解调器；
STR 漫射装置；
TP 低通滤波器；
V1 第一放大器。第一放大器(V1)将辐射接收器(PD)的调制的接收器输出信号(S0)放大为解调的放大的接收器输出信号(S0)；
V2第二放大器。第二放大器(V2)将解调信号(S4)放大为补偿传输信号(S7)。
引用文献列表
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Claims (33)
1.一种量子光学系统，
-具有至少一个量子点，特别是具有一种或多种晶体中的一个或多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种晶体中的至少多个顺磁中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的至少多个NV中心和/或特别是具有一种或多种金刚石晶体中的一个或多个SiV中心和/或特别是具有一种或多种硅晶体中的一个或多个G中心，
-包括至少一个电路载体(GPCB)，
-特别是包括由光学透明材料制成的电路载体(GPCB)，
-其中所述量子点能够与光辐射相互作用，和
-其中所述电路载体(GPCB)与所述量子点相互作用，使得所述电路载体(GPCB)充当用于能够与或已经与所述量子点相互作用的光辐射的至少一部分的光学功能元件。
2.一种模块，用作根据权利要求1所述的量子光学系统或用于根据权利要求1所述的量子光学系统，
-包括传感器元件(NVD)
-其中所述传感器元件(NVD)至少具有光学量子点，特别是顺磁中心，和
-其中所述传感器元件(NVD)的量子点在使用具有泵浦辐射波长(λpmp)的泵浦辐射(LB)照射时能够发射具有荧光辐射波长(λfl)的荧光辐射(FL)，和
-其中所述荧光辐射(FL)取决于在所述量子点的位置处的磁通密度B的值或其他物理参数的值，特别是在顺磁中心的位置处，
其特征在于，
-所述电路载体(GPCB)的材料对于所述泵浦辐射(LB)是至少局部透明的和/或所述电路载体(GPCB)的材料是透明的。
3.根据权利要求2所述的模块，
-至少一个引线机械地连接到所述电路载体(GPCB)，使得所述电路载体至少包括该至少一个引线。
4.根据权利要求2或3所述的模块，
-其中所述荧光辐射(FL)的强度取决于在所述量子点的位置处的磁通密度B的值或其他物理参数的值，特别是在顺磁中心的位置处。
5.一种磁力计，
-包括根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块，和
-包括泵浦辐射源(PLED)和
-包括辐射接收器(PD)和
-包括评估装置(ADC，IF)，
-其中所述泵浦辐射源(PLED)在使用泵浦电流(Ipump)通电时发射泵浦辐射(LB)，和
-其中所述辐射接收器(PD)对荧光辐射(FL)敏感并且将所述荧光辐射(FL)的强度转换成接收器输出信号(S0)，和
-其中所述评估装置(ADC)适于并且旨在检测和/或存储和/或传输所述接收器输出信号(S0)的值作为测量值，
其特征在于，
-满足以下条件之一或两者，
-a)在所述泵浦辐射源(PLED)和所述传感器元件(NVD)之间的辐射路径中，所述电路载体(GPCB)的材料对于具有所述泵浦辐射(LB)的泵浦辐射波长(λpmp)的辐射是至少局部透明的，并且所述泵浦辐射源(PLED)的泵浦辐射(LB)通过该辐射路径，和/或
-b)在所述传感器元件(NVD)和所述辐射接收器(PD)之间的辐射路径中，所述电路载体(GPCB)的材料对于具有所述荧光辐射(FL)的荧光辐射波长(λfl)的辐射是至少局部透明的，并且所述传感器元件(NVD)的量子点、特别是顺磁中心的荧光辐射(FL)通过该辐射路径，和
-所述传感器元件(NVD)和/或泵浦辐射源(PLED)和/或辐射接收器(PD)和/或评估装置中的至少一个或多个或所有部件机械地附接到所述电路载体(GPCB)。
6.一种电流传感器，
-包括根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-包括根据权利要求5所述的磁力计和
-包括电导体(LTG)，
-其中所述电导体(LTG)相对于所述传感器元件(NVD)配置成使得由所述电导体(LTG)中的电流产生的额外磁通密度B能够影响所述荧光辐射(FL)的强度。
7.一种供能装置，
-其中所述供能装置至少包括
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器。
8.一种用于监测电池功能的电池传感器，
-其中所述电池传感器至少包括
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器。
9.一种性能监测装置，特别是接地故障断路器或熔断器，
-包括电导体(LTG)和
-包括根据权利要求6所述的至少一个第一电流传感器和
-包括根据权利要求6所述的至少一个第二电流传感器和
-包括测量值评估装置，
-其中所述电导体(LTG)具有第一导体位置，和
-其中所述电导体(LTG)具有第二导体位置，第二导体位置不同于第一导体位置并且沿着所述电导体(LTG)中的预期电流流动间隔开，和
-其中第一电流传感器以第一测量值的形式确定在第一导体位置处的所述电导体(LTG)中的电流，和
-其中第二电流传感器以第二测量值的形式确定在第二导体位置处的所述电导体(LTG)中的电流，和
-其中所述测量值评估装置将第一测量值与第二测量值进行比较，并且形成和提供比较值和/或将其传输到上级装置。
10.根据权利要求9所述的性能监测装置，
-其中子装置执行神经网络模型和/或HMM模型。
11.一种电路载体(GPCB)，
-其中所述电路载体(GPCB)被设计成用于，
-根据权利要求1所述的量子光学系统中和/或
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块中和/或
-根据权利要求5所述的磁力计中和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器中和/或
-根据权利要求7所述的供能装置中和/或
-根据权利要求8所述的电池传感器中和/或
-根据权利要求9所述的性能监测装置中
和/或
-其中所述电路载体(GPCB)是以下装置的一部分，
-根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-根据权利要求7所述的供能装置和/或
-根据权利要求8所述的电池传感器和/或
-根据权利要求9所述的性能监测装置。
12.根据权利要求11所述的电路载体(GPCB)，
-其中所述电路载体(GPCB)结合有光学功能元件，例如，特别是
-光学滤波器(F1)，特别是布拉格滤波器，
-反射镜和/或镜面(ML)，
-透镜，特别是微透镜，
-数字光学功能元件，
-衍射光学功能元件，
-光子晶体和光子晶体结构，
-光栅或光子光栅和/或，
-谐振器，
-光圈，
-波槽和/或，
-光学屏蔽，
-棱镜和/或，
-分束器和/或，
-光波导(LWL)。
13.一种运载工具和/或飞行器和/或导弹和/或射弹和/或水面或水下运载工具和/或水面或水下浮体装置，以下称为运载工具，
-其中所述运载工具包括子系统，所述子系统包括传感器元件(NVD)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是晶体中的顺磁中心和/或特别是多个顺磁中心和/或特别是金刚石晶体中的NV中心和/或特别是金刚石晶体中的多个NV中心和/或特别是金刚石晶体中的SiV中心和/或特别是硅晶体中的G中心，和
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求1所述的量子光学系统作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求2～4中的一项或多项所述的至少一个模块作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求5所述的至少一个磁力计作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求6所述的至少一个电流传感器作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求7所述的至少一个供能装置作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求8所述的至少一个电池传感器作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求9所述的性能监测装置作为子系统，和/或
-其中所述运载工具可以包括根据权利要求11和/或12中的一项或多项所述的电路载体(GPCB)作为子系统；和
-其中所述子系统确定和/或输出和/或传输和/或提供测量值，所述测量值取决于作用在所述传感器元件(NVD)上的运载工具内的物理参数的值，特别是运载工具或运载工具部件的磁通密度B和/或电场强度和/或温度和/或取向和/或运载工具或运载工具部件的速度和/或运载工具或运载工具部件的加速度。
14.一种制造电路载体(GPCB)的方法，特别是根据权利要求11和/或12所述的电路载体，包括以下步骤：
-提供电路载体坯件(GPCB)；
-通过印刷或分配工艺或其他适合的涂布工艺将玻璃料浆料涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上，
-由此所述涂布至少局部地产生线性玻璃料结构，
-进行温度处理以将局部线性玻璃料结构重新熔化成线性玻璃结构，和
-使用所述线性玻璃结构作为光波导(LWL)。
15.一种制造电路载体(GPCB)的方法，特别是根据权利要求11和/或12所述的电路载体，包括以下步骤：
-提供电路载体坯件(GPCB)，
-通过印刷或分配工艺将玻璃料浆料涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上，
-其中所述涂布至少局部地产生玻璃料结构；
-进行温度处理以将所述玻璃料结构熔化成所述电路载体(GPCB)的玻璃结构；和
-使用所述电路载体(GPCB)的玻璃结构作为所述电路载体(GPCB)的光学功能元件，特别是作为透镜和/或滤波器和/或光圈和/或反射镜和/或光子晶体和/或布拉格滤波器和/或法布里-珀罗干涉仪。
16.一种玻璃料浆料，特别是用于根据权利要求14～15中的一项或多项所述的方法
-其中所述玻璃料浆料包含具有量子点的传感器元件，特别是具有顺磁中心的晶体。
17.一种制造电路载体(GPCB)的方法，特别是根据权利要求1和/或12所述的电路载体(GPCB)，包括以下步骤：
-提供电路载体坯件(GPCB)；
-通过层压或接合或通过其他适合的涂布工艺将光学透明片材涂布到所述电路载体坯件(GPCB)上；
-在涂布之前或之后构造光学透明片材，从而形成片状结构；
-使用所述片状结构的片状结构作为光学功能元件。
18.一种片材，特别是用于根据权利要求17所述的方法，
-其中所述片材在其片材材料中包含具有量子点的传感器元件(NVD)，特别是具有顺磁中心的晶体。
19.一种光学装置，包括特别是通过根据权利要求14～15中的一项或多项所述的方法制造的光学功能元件，
其特征在于，
-所述光学功能元件使用玻璃料浆料制造或包含熔融玻璃料浆料，其中所述玻璃料浆料包含具有量子点的传感器元件(NVD)，特别是具有顺磁中心的晶体，和/或
-所述光学功能元件使用光学透明片材制造或包含透明薄片，其中所述透明片材或透明薄片在其片材材料中包含具有量子点的传感器元件(NVD)，特别是具有顺磁中心的晶体。
20.一种传感器系统，
-包括作为物理量的函数来改变光学特性的传感器元件(NVD)，和
-包括根据权利要求19所述的光学装置，和
-包括至少一个光敏电子部件，特别是包括光电二极管和/或一个或多个CCD元件和/或SPAD和/或VD，其光学连接到通过根据权利要求14～15中的一项或多项的方法制造的光学功能元件，和
-其中所述装置包括至少一个电气功能元件，其特别地可以是以下列表中的功能元件：
-引线，
-微带线，
-三板制造线，
-天线，
-线圈，
-变压器，
-电极，
-接触面，
-电容器，
-二极管，
-晶体管，
-微集成电路，
-控制器，
-放大器，
-滤波器，
-电阻，
-电加热元件，
-熔断器，
-热敏电阻，
-LED，
-激光器，
-照片接收器，
-包含电气输出信号的传感器元件，
-直接接触式传感器，和
-其中所述传感器元件(NVD)光学连接到所述光学装置，和
-其中所述光学装置光学地检测所述传感器元件(NVD)的光学特性，并且通过所述光敏电子部件将其转换为接收器输出信号(S0)，所述接收器输出信号(S0)包括能够用作或被用作物理量值的量度或拟用作该值的信号值。
21.一种量子技术装置，
-包括根据权利要求19和/或20所述的光学装置，
-其中所述装置的光学功能元件是光学量子点，特别是晶体中的顺磁中心，特别是金刚石晶体中的NV中心和/或硅晶体中的SiV中心。
22.一种量子计算机，
-其特征在于，其包括根据权利要求19所述的光学装置或者是根据权利要求19所述的光学装置。
23.在包含技术诱导的电离粒子和/或光子辐射的环境中，其中按测量单位Sv计的辐射水平比按测量单位Sv计的正常的辐射水平高出多于1000％，以下装置的用途，
-根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-根据权利要求7所述的供能装置和/或
-根据权利要求8所述的电池传感器和/或
-根据权利要求9所述的性能监测装置和/或
-根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体和/或
-根据权利要求13所述的运载工具和/或
-根据权利要求19所述的光学装置和/或
-根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-根据权利要求21所述的量子技术装置和/或
-根据权利要求22所述的量子计算机。
24.一种用于电离辐射的技术或医疗用途的装置，
-包括根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-包括根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-包括根据权利要求5所述的磁力计和/或
-包括根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-包括根据权利要求7所述的供能装置和/或
-包括根据权利要求8所述的电池传感器和/或
-包括根据权利要求9所述的性能监测装置和/或
-包括根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体和/或
-包括根据权利要求19所述的光学装置和/或
-包括根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-包括根据权利要求21所述的量子技术装置和/或
-包括根据权利要求22所述的量子计算机。
25.一种直接接触式传感器系统，
-包括根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-包括根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-包括根据权利要求5所述的磁力计和/或
-包括根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-包括根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体和/或
-包括根据权利要求19所述的光学装置和/或
-包括根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-包括根据权利要求21所述的量子技术装置，
-其中所述直接接触式传感器系统包括由具有材料表面的材料、特别是金刚石制成的传感器元件(NVD)，和
-其中所述传感器元件(NVD)具有量子点，特别是顺磁中心；和
-其中所述传感器元件(NVD)的材料表面可经由所述传感器元件(NVD)的外表面的至少一部分直接机械地接近，和
-其中这种可直接接近的材料表面的机械维氏硬度大于40GPa(超硬材料的限值)。
26.一种传感器元件(NVD)，特别是
-用于根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-用于根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-用于根据权利要求5所述的磁力计和/或
-用于根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-用于根据权利要求7所述的供能装置和/或
-用于根据权利要求8所述的电池传感器和/或
-用于根据权利要求9所述的性能监测装置和/或
-用于根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体(GPCB)和/或
-用于根据权利要求19所述的光学装置和/或
-用于根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-用于根据权利要求21所述的量子技术装置和/或
-用于根据权利要求22所述的量子计算机，
-包括具有顺磁中心和/或量子点的传感器元件表面的表面部分，
-其中使用密度函数来调制所述顺磁中心相对于所述表面部分的密度，所述密度函数作为在所述表面部分上的位置的函数和/或作为在所述表面部分的区域中垂直于表面部分的深度的函数，和
-所述密度调制至少包括空间周期性分量。
27.一种量子系统，
-包括响应于传输信号(Ipump，S5)发射泵浦辐射(LB)的泵浦辐射源(PLED)，和
-包括具有至少一个量子点的传感器元件(NVD)，特别是顺磁中心和/或特别是金刚石中的一个或多个NV中心，和
-包括产生所述传输信号(Ipump，S5)的驱动电路(IC)，
-其中一个或多个量子点，特别是一个或多个顺磁中心，作为物理量的值的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为在各个量子点的位置处的磁通密度B的幅度的函数以及作为照射的泵浦辐射(LB)的强度的函数，特别是在顺磁中心的位置处，和
-其中所述传输信号(Ipump，S5)在时间上是周期性的，具有泵浦周期，和
-其中在至少5个泵浦周期内，所述传输信号(Ipump，S5)的幅度具有平均值，和
-其中在第一周期中，所述传输信号(Ipump，S5)的幅度在所述至少5个泵浦周期期间高于所述平均值，和
-其中在第二周期中，所述传输信号(Ipump，S5)的幅度在所述至少5个泵浦周期期间低于所述平均值，和
-其中第一周期的第一时间长度的第一量除以第二周期的第二时间长度的第二量的比值不同于0.5。
28.一种量子系统，特别是根据权利要求27的，
-包括响应于传输信号(Ipump，S5)发射泵浦辐射(LB)的泵浦辐射源(PLED)，和
-包括具有至少一个量子点的传感器元件(NVD)，特别是顺磁中心和/或特别是金刚石中的一个或多个NV中心，和
-包括产生所述传输信号(Ipump，S5)的驱动电路(IC)，
-其中一个或多个量子点，特别是一个或多个顺磁中心，作为物理量的值的函数发射荧光辐射(FL)，特别是作为在各个量子点的位置处的磁通密度B的幅度的函数以及作为照射的泵浦辐射(LB)的强度的函数，特别是在顺磁中心的位置处，和
-其中使用扩频码来调制所述传输信号(Ipump，S5)。
29.一种接收器，
-包括根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-包括根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-包括根据权利要求5所述的磁力计和/或
-包括根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-包括根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体(GPCB)和/或
-包括根据权利要求19所述的光学装置和/或
-包括根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-包括根据权利要求21所述的量子技术装置。
30.一种传输装置，
-包括产生电磁场和/或磁场的场产生装置，
-其中所述场产生装置将信息信号施加或调制到电磁场和/或磁场上，和
-包括根据权利要求29所述的接收器，
-其中所述接收器使用量子点、特别是使用顺磁中心从电磁场和/或磁场的时间进程、特别是从磁通密度B的时间进程中提取和提供信息信号，
-其中可以特别地通过经由引线的发信号和/或通过保持信号值就绪和/或通过保持采样值就绪和/或通过保持或传输或发信号由所述传输装置和/或所述接收器和/或其子装置从信息信号中提取的信息进行提供。
31.一种用于测量钻孔或地质搜索场内的磁通密度B或其他物理参数的方法，包括以下步骤：
-在钻孔中定位以下装置作为测量系统或测量系统的一部分
-根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体(GPCB)和/或
-根据权利要求19所述的光学装置和/或
-根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-根据权利要求21所述的量子技术装置，
-在所述测量系统的量子点的位置处、特别是在顺磁中心的位置处检测磁通密度B的值或物理参数的值作为确定的测量值，和
-将确定的测量值传递或传输到表面。
32.一种制造光学系统的方法，特别是
-根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体(GPCB)和/或
-根据权利要求19所述的光学装置和/或
-根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-根据权利要求21所述的量子技术装置，
包括以下步骤：
-提供具有表面的系统载体(GPCB)；
-将第一玻璃料浆料涂布、特别是分配和/或印刷到所述系统载体(GPCB)上作为第一玻璃料结构；
-将玻璃料结构熔化成熔融玻璃料结构；
-将所述熔融玻璃料结构固化成固化的玻璃料结构；和
-使用所述固化的玻璃料结构作为光学功能元件。
33.一种制造光学系统的方法，特别是
-根据权利要求1所述的量子光学系统和/或
-根据权利要求2～4中的一项或多项所述的模块和/或
-根据权利要求5所述的磁力计和/或
-根据权利要求6所述的电流传感器和/或
-根据权利要求11～12中的一项或多项所述的电路载体(GPCB)和/或
-根据权利要求19所述的光学装置和/或
-根据权利要求20所述的传感器系统和/或
-根据权利要求21所述的量子技术装置，
包括以下步骤：
-提供具有表面的系统载体(GPCB)；
-将第一片材涂布和/或胶合和/或层压到所述系统载体(GPCB)上；
-结构化第一片材以获得第一片状结构，其中所述结构化能够在涂布、胶合或层压的步骤之前或之后进行；和
-使用第一片状结构作为光学功能元件。
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