DE102019120076A1 - Housing for an NV center-based quantum sensor as well as methods for their manufacture and testing - Google Patents

Housing for an NV center-based quantum sensor as well as methods for their manufacture and testing Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit einem Quantensensorsystem. Das Quantensensorsystem weist ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Quantensensorsystem ist, auf. Das Quantensensorsystem umfasst eine Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere eine LED (PL1). Die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1) veranlasst das paramagnetisches Zentrum (NV1) zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL). Das Gehäuse Mittel (RE) umfasst Mittel, die die Anregungsstrahlung (LB) auf das paramagnetische Zentrum (NV1) lenken und so die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere die LED (PL1), mit dem paramagnetischen Zentrum (NV1) koppeln. Des Weiteren werden Vorrichtungen und Verfahren zum Betrieb des Quantensensorsystems beschrieben.The invention relates to a housing with a quantum sensor system. The quantum sensor system has a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the quantum sensor system. The quantum sensor system comprises a source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular an LED (PL1). The excitation radiation (LB) of the LED (PL1) causes the paramagnetic center (NV1) to emit fluorescence radiation (FL). The housing means (RE) includes means which direct the excitation radiation (LB) onto the paramagnetic center (NV1) and thus the source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular the LED (PL1), with the paramagnetic center (NV1) couple. Devices and methods for operating the quantum sensor system are also described.

Description

OberbegriffGeneric term

Die Erfindung richtet sich auf Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System, wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System ein paramagnetisches Zentrum im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologischen System ist, umfasst. Das paramagnetische Zentrum ist bevorzugt ein NV-Zentrum in einem Diamantkristall als Sensorelement und Diamant als Material.The invention is directed to housings with a sensor system and / or quantum technological system, the sensor system and / or quantum technological system comprising a paramagnetic center in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system. The paramagnetic center is preferably an NV center in a diamond crystal as the sensor element and diamond as the material.

Allgemeine EinleitungGeneral introduction

In letzter Zeit werden sehr viele Publikationen zur Verwendung von NV-Zentren als Quantenpunkte für Quantum-Sensing, Quantum-Computing und Quantum-Kryptografie getätigt.Recently, a great many publications have been made on the use of NV centers as quantum dots for quantum sensing, quantum computing and quantum cryptography.

Aufgabetask

Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist. Diese sind zusammengefasstThe proposal is therefore based on the object of creating a solution which does not have the above disadvantages of the prior art and has further advantages. These are summarized

[Liste der Nachteile][List of disadvantages]

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 19 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 19.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit einem Sensorsystem, wobei das Sensorsystem ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems ist, umfasst. Das Sensorsystem und/oder quantentechnologische Systems umfasst eine Quelle für Anregungsstrahlung (PL1). Die Anregungsstrahlung veranlasst das paramagnetische Zentrum (NV1) zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL). Das Gehäuse umfasst Mittel, beispielsweise einen Reflektor (RE), die die Anregungsstrahlung auf das paramagnetische Zentrum (NV1) lenken und so die Quelle für Anregungsstrahlung (PL1), beispielsweise eine LED, mit dem paramagnetischen Zentrum (NV1) koppeln. Bevorzugt ist die LED (PL1) eine grüne LED mit grüner Anregungsstrahlung, während die Fluoreszenzstrahlung (FL) typischerweise rot ist.The invention relates to a housing with a sensor system, the sensor system comprising a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system. The sensor system and / or quantum technology system includes a source for excitation radiation (PL1). The excitation radiation causes the paramagnetic center (NV1) to emit fluorescence radiation (FL). The housing comprises means, for example a reflector (RE), which direct the excitation radiation onto the paramagnetic center (NV1) and thus couple the source for excitation radiation (PL1), for example an LED, to the paramagnetic center (NV1). The LED (PL1) is preferably a green LED with green excitation radiation, while the fluorescence radiation (FL) is typically red.

Bevorzugt ist dabei wobei das Sensorelement und/oder quantentechnologische Vorrichtungselement ein Diamantkristall. Das paramagnetische Zentrum (NV1) ist bevorzugt ein NV-Zentrum in dem Diamantkristall. Ein solches Sensorsystem ist in der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 127 394.0 beschrieben.The sensor element and / or quantum technological device element is preferably a diamond crystal. The paramagnetic center (NV1) is preferably an NV center in the diamond crystal. Such a sensor system is in the as yet unpublished German patent application DE 10 2018 127 394.0 described.

Zur Vereinfachung wird im Folgenden der Begriff Sensorelement als Synonym für ein Sensorelement und/oder ein quantentechnologisches Vorrichtungselement verwendet.For the sake of simplicity, the term sensor element is used below as a synonym for a sensor element and / or a quantum technological device element.

Es wird hier ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems das folgende Schritte auch in abweichender Reihenfolge umfasst:

  • • Bereitstellen eines Open-Cavity-Gehäuses mit Anschlüssen;
  • • Einbringen einer Quelle für Anregungsstrahlung (PL1);
  • • Einbringen einer integrierten Schaltung (IC) mit einem Empfänger (PD1);
  • • Elektrisches Verbinden von integrierter Schaltung und Anschlüssen und Quelle für Anregungsstrahlung (PL1);
  • • Einbringen eines Sensorelements mit einem paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material des Sensorelements;
  • • Befestigen des Sensorelements mittels eines Befestigungsmittels (Ge);
  • • Herstellen eines Mittels zur Lenkung der Anregungs- und/oder Fluoreszenzstrahlung;
  • • Verschließen des Gehäuses mit einem Deckel;
A method for manufacturing a sensor system is provided here, which also includes the following steps in a different order:
  • • Providing an open cavity housing with connections;
  • • Introduction of a source for excitation radiation (PL1);
  • • Introduction of an integrated circuit (IC) with a receiver (PD1);
  • • Electrical connection of integrated circuit and terminals and source for excitation radiation (PL1);
  • • Introducing a sensor element with a paramagnetic center (NV1) in the material of the sensor element;
  • • fastening the sensor element by means of a fastening means (Ge);
  • • producing a means for directing the excitation and / or fluorescence radiation;
  • • Closing the housing with a lid;

Die Quelle für Anregungsstrahlung (PL1) ist dabei dazu vorgesehen und geeignet, eine Anregungsstrahlung (LB) zu emittieren. Das paramagnetische Zentrum (NV1) im Material des Sensorelements emittiert bei Bestrahlung mit dieser typischerweise grünen Anregungsstrahlung (LB) eine Fluoreszenzstrahlung (FL), die typischerweise rot ist. Das Befestigungsmittel (Ge) ist im Wesentlichen für die Anregungsstrahlung und für die Fluoreszenzstrahlung (FL) transparent und fixiert das Sensorelement auf dem integrierten Schaltkreis in dem Gehäuse.The source for excitation radiation (PL1) is provided and suitable for emitting excitation radiation (LB). When irradiated with this typically green excitation radiation (LB), the paramagnetic center (NV1) in the material of the sensor element emits fluorescence radiation (FL), which is typically red. The fastening means (Ge) is essentially transparent for the excitation radiation and for the fluorescence radiation (FL) and fixes the sensor element on the integrated circuit in the housing.

Es wird ein erstes Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem entsprechend dem vorstehenden Vorschlag vorgeschlagen mit den Schritten:

  • • Bestrahlen des offenen Gehäuses mit Anregungsstrahlung;
  • • Vermessung der durch das Gehäuse emittierten Fluoreszenzstrahlung;
  • • Bewerten der gemessenen Fluoreszenzstrahlung durch vergleich des Messwerts der Fluoreszenzstrahlung mit einem Schwellwert.
A first method for testing a housing with a sensor system according to the above proposal is proposed with the following steps:
  • • irradiating the open housing with excitation radiation;
  • • Measurement of the fluorescence radiation emitted by the housing;
  • • Evaluation of the measured fluorescence radiation by comparing the measured value of the fluorescence radiation with a threshold value.

Es wird ein zweites Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem entsprechend dem vorstehenden Vorschlag vorgeschlagen mit den Schritten:

  • • Betreiben Quelle für Anregungsstrahlung (PL1);
  • • Vermessung der durch das Gehäuse emittierten Anregungsstrahlung;
  • • Bewerten der gemessenen Anregungsstrahlung durch vergleich des Messwerts der Anregungsstrahlung mit einem Schwellwert.
A second method for testing a housing with a sensor system according to the above proposal is proposed with the following steps:
  • • operate source for excitation radiation (PL1);
  • • Measurement of the excitation radiation emitted by the housing;
  • • Evaluate the measured excitation radiation by comparing the measured value of the excitation radiation with a threshold value.

Es wird ein drittes Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem entsprechend dem vorstehenden Vorschlag vorgeschlagen mit den Schritten:

  • • Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem nach Anspruch 1 mit den Schritten
  • • Betreiben Quelle für Anregungsstrahlung (PL1);
  • • Vermessung der durch das Gehäuse emittierten Fluoreszenzstrahlung;
  • • Bewerten der gemessenen Fluoreszenzstrahlung durch vergleich des Messwerts der Fluoreszenzstrahlung mit einem Schwellwert.
A third method for testing a housing with a sensor system according to the above proposal is proposed with the following steps:
  • • Method for testing a housing with a sensor system according to claim 1 with the steps
  • • operate source for excitation radiation (PL1);
  • • Measurement of the fluorescence radiation emitted by the housing;
  • • Evaluation of the measured fluorescence radiation by comparing the measured value of the fluorescence radiation with a threshold value.

Das erste Verfahren, das zweite Verfahren und das dritte Verfahren können miteinander kombiniert werden.The first method, the second method and the third method can be combined with one another.

Des Weiteren wird eine integrierte Schaltung zur Verwendung mit einem paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements mit einem Treiber zum Betreiben einer Quelle für Anregungsstrahlung (PL1) und mit einem Empfänger (PD1), zur Detektion von Fluoreszenzstrahlung des paramagnetischen Zentrums (NV1) und mit einem Auswerteschaltkreis zur Erzeugung eines Ausgangssignals (out), das von der Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrums (NV1) im Material eines Sensorelements abhängt vorgeschlagen. Dabei ist das Sensorelement bevorzugt ein Diamantkristall. Das paramagnetisches Zentrum (NV1) ist bevorzugt ein NV-Zentrum in dem Diamantkristall ist.Furthermore, an integrated circuit for use with a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element with a driver for operating a source for excitation radiation (PL1) and with a receiver (PD1) for the detection of fluorescent radiation of the paramagnetic center (NV1) and with an evaluation circuit for generating an output signal (out) which depends on the fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element. The sensor element is preferably a diamond crystal. The paramagnetic center (NV1) is preferably an NV center in which diamond crystal is.

Vorteiladvantage

Ein solches Gehäuse und der darauf aufgebaute Sensor ermöglicht zumindest in einigen Realisierungen den kompakten Aufbau und die Kombination konventioneller Schaltungstechnik mit Quantensensorik. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.Such a housing and the sensor built on it enable, at least in some implementations, the compact design and the combination of conventional circuit technology with quantum sensors. The advantages are not limited to this.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines vorgeschlagenen Systems. 1 shows the basic structure of a proposed system.
  • 2 zeigt ein sogenanntes Open-Cavity-Gehäuse in der Aufsicht. 2 shows a so-called open-cavity housing from above.
  • 3 zeigt das beispielhafte Gehäuse der 2 im Querschnitt. 3 shows the exemplary housing of 2 in cross section.
  • 4 bis 14 beschreiben einen beispielhaften Montageprozess für das vorgeschlagene Sensorsystem in dem vorgeschlagenen Gehäuse. 4th to 14th describe an exemplary assembly process for the proposed sensor system in the proposed housing.
  • 15 zeigt ein einfaches System für eine beispielhafte Teilfunktion der integrierten Schaltung (IC). 15th shows a simple system for an exemplary sub-function of the integrated circuit ( IC ).
  • 16 zeigt das System der 15 mit einer optischen Kompensation. 16 shows the system of 15th with an optical compensation.
  • 17 zeigt den Test eines vorgeschlagenen Systems. 17th shows the test of a proposed system.
  • 18 zeigt einen grundsätzlichen Verfahrensablauf zur Herstellung eines Sensorsystems. 18th shows a basic process sequence for producing a sensor system.
  • 19 entspricht der 18, wobei nun ein Test durchgeführt wird. 19th equals to 18th , now running a test.
  • 20 zeigt das System der 15 mit einer optischen Kompensation über den Sender. 20th shows the system of 15th with optical compensation via the transmitter.
  • 21 zeigt das System der 15 mit einer elektrischen Kompensation und einer Messung des Nachleuchtens der Fluoreszenzstrahlung (FL), was einen Verzicht auf den ersten Filter (F1) ermöglicht. 21st shows the system of 15th with an electrical compensation and a measurement of the afterglow of the fluorescence radiation ( FL ), which means doing without the first filter ( F1 ) allows.
  • 22 Zeigt das beispielhafte Gehäuse mit dem Sensorsystem aus 14 ohne den ersten Filter (F1); 22nd Shows the exemplary housing with the sensor system 14th without the first filter ( F1 );

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

Figur 1Figure 1

1 zeigt den Aufbau eines vorgeschlagenen Systems. Es umfasst eine integrierte Schaltung (IC), die einen Empfänger (PD) umfasst. Oberhalb des Empfängers ist ein erster Filter (F1), der bevorzugt ein optischer Filter ist, angeordnet. Dieser erste Filter (F1) ist bevorzugt auf die Oberfläche der integrierten mikroelektronischen Schaltung (IC) aufgeklebt. Die Klebung ist dabei bevorzugt transparent für das Fluoreszenzlicht (FL) eines paramagnetischen Zentrums (NV1) im Material eines Sensorelements, das auf der dem Empfänger (PD1) abgewandten Seite des ersten Filters (F1) montiert ist. Die integrierte mikroelektronische Schaltung (IC) ist bevorzugt ein vereinzelter Kristall. Bevorzugt ist die integrierte mikroelektronische Schaltung (IC) eine CMOS-Schaltung, eine bipolare Schaltung oder eine BiCMOS-Schaltung. Das Material der mikroelektronischen Schaltung (IC) ist bevorzugt Silizium. Wird ein III/V Material als Trägermaterial der integrierten mikroelektronischen Schaltung (IC) verwendet, so ist ein Co-Integration einer LED (PL1) mit der mikroelektronischen Schaltung (IC) und mit dem Empfänger (PD) denkbar. Statt der vertikalen Anordnung ist dann eine laterale Anordnung sinnvoll. In dem Fall der 1 gehen wir zur Vereinfachung davon aus, dass die LED (PL1) nicht Co-integriert ist, sondern separat. In dem Beispiel der 1 ist ein Sensorelement mittels eines Befestigungsmittels (Ge) mit dem ersten Filter (F1) mechanisch verbunden. Bevorzugt handelt es sich um verfestigte Gelatine. Die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), genauer die LED (PL1), bestrahlt die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements mit Anregungsstrahlung. Diese regt die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements zur Emission einer Fluoreszenzstrahlung (FL) an. Das Befestigungsmaterial (Ge) ist bevorzugt transparent für die Anregungsstrahlung der Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), also der LED (PL1), und transparent für die Fluoreszenzstrahlung (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Der erste Filter (F1) ist bevorzugt transparent für die Fluoreszenzstrahlung (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Der erste Filter (F1) ist bevorzugt nicht transparent für das Anregungslicht der Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), also der LED (PL1). Letztlich bildet der Empfänger (PD1) zusammen mit dem ersten Filter (F1) einen Empfänger, der im Wesentlichen nur für die Fluoreszenzstrahlung (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements empfindlich ist und im Wesentlichen nicht für die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1) empfindlich ist. Die integrierte Schaltung (IC) erzeugt nun bevorzugt eine Modulation der Anregungsstrahlung (LB) der Quelle (PL1) der Anregungsstrahlung (LB), also der LED (PL1). Diese modulierte Anregungsstrahlung (LB) trifft die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. In Abhängigkeit vom magnetischen Fluss am Ort der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements emittieren diese dann eine modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) deren Modulation von der Modulation der eintreffenden Anregungsstrahlung abhängt. 1 shows the structure of a proposed system. It includes an integrated circuit ( IC ), which includes a receiver (PD). Above the receiver is a first filter ( F1 ), which is preferably an optical filter, arranged. This first filter ( F1 ) is preferred to the surface of the integrated microelectronic circuit ( IC ) glued. Gluing is preferred transparent to the fluorescent light ( FL ) a paramagnetic center ( NV1 ) in the material of a sensor element that is placed on the receiver ( PD1 ) facing away from the first filter ( F1 ) is mounted. The integrated microelectronic circuit ( IC ) is preferably a single crystal. The integrated microelectronic circuit is preferred ( IC ) a CMOS circuit, a bipolar circuit or a BiCMOS circuit. The material of the microelectronic circuit ( IC ) is preferably silicon. If a III / V material is used as the carrier material for the integrated microelectronic circuit ( IC ) is used, a co-integration of an LED ( PL1 ) with the microelectronic circuit ( IC ) and with the receiver (PD) conceivable. Instead of a vertical arrangement, a lateral arrangement makes sense. In the case of the 1 for the sake of simplicity we assume that the LED ( PL1 ) is not co-integrated, but separately. In the example of the 1 is a sensor element by means of a fastener ( Ge ) with the first filter ( F1 ) mechanically connected. It is preferably solidified gelatin. The source ( PL1 ) for excitation radiation ( LB ), more precisely the LED ( PL1 ), irradiates the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element with excitation radiation. This excites the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element to emit fluorescent radiation ( FL ) at. The fastening material ( Ge ) is preferably transparent for the excitation radiation of the source ( PL1 ) for excitation radiation ( LB ), i.e. the LED ( PL1 ), and transparent to the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. The first filter ( F1 ) is preferably transparent for fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. The first filter ( F1 ) is preferably not transparent for the excitation light of the source ( PL1 ) for excitation radiation ( LB ), i.e. the LED ( PL1 ). Ultimately, the recipient forms ( PD1 ) together with the first filter ( F1 ) a receiver that is essentially only for the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) is sensitive in the material of the sensor element and essentially not for the excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ) is sensitive. The integrated circuit ( IC ) now preferably generates a modulation of the excitation radiation ( LB ) the source ( PL1 ) the excitation radiation ( LB ), i.e. the LED ( PL1 ). This modulated excitation radiation ( LB ) meets the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. Depending on the magnetic flux at the location of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element they then emit a modulated fluorescence radiation ( FL ) whose modulation depends on the modulation of the incoming excitation radiation.

Diese Modulation der Anregungsstrahlung hat somit eine damit korrelierte Modulation der Fluoreszenzstrahlung (FL) zur Folge. Daher wird das Empfangssignal (S0) des Empfängers (PD1) der integrierten Schaltung (IC), der von der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) getroffen wird, ebenfalls moduliert. Da die Intensität der Fluoreszenzstrahlung (FL) vom magnetischen Fluss am Ort der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements abhängt, hängt die Modulation des Empfangssignals (S0) ebenfalls vom magnetischen Fluss am Ort der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements ab.This modulation of the excitation radiation thus has a correlated modulation of the fluorescence radiation ( FL ) result. Therefore, the received signal ( S0 ) Recipient ( PD1 ) the integrated circuit ( IC ) caused by the modulated fluorescence radiation ( FL ) is hit, also modulated. Since the intensity of the fluorescence radiation ( FL ) from the magnetic flux at the location of the paramagnetic centers ( NV1 ) depends on the material of the sensor element, the modulation of the received signal depends on ( S0 ) also from the magnetic flux at the location of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element.

Die integrierte Schaltung kann nun die Modulation des Empfangssignals (S0) auswerten und davon abhängig Aktoren betätigen oder deren Tätigkeit verändern. Beispielsweise kann die integrierte Schaltung eine erste Spule (L1) anders bestromen und so eine Änderung des Magnetfeldes, dass die integrierte Schaltung aufgrund eine Modulationsänderung des Empfangssignals (S0) erfasst hat, kompensieren. Bevorzugt ist die besagte erste Spule (L1) Teil der integrierten Schaltung. Sie kann dann beispielsweise als ein- oder mehrlagige Spule gefertigt werden. Die erste Spule (L1) kann aber auch getrennt gefertigt werden.The integrated circuit can now modulate the received signal ( S0 ) and, depending on this, activate actuators or change their activity. For example, the integrated circuit can have a first coil ( L1 ) energized differently and such a change in the magnetic field that the integrated circuit due to a modulation change in the received signal ( S0 ) compensate. Preferably said first coil ( L1 ) Part of the integrated circuit. It can then be manufactured, for example, as a single or multi-layer coil. The first coil ( L1 ) can also be manufactured separately.

Figur 2Figure 2

2 zeigt ein sogenanntes Open-Cavity-Gehäuse in der Aufsicht. Es umfasst einen Boden(BO), Diese Boden (BO) ist von einem umlaufenden Wandung (WA) umfasst, so dass der Boden (BO) zusammen mit dieser Wandung (WA) eine nach oben offene Kavität bildet, in die im Folgenden Bauteile montiert werden können. In dem Beispiel der 2 sind vier beispielhafte Kontakte vorgesehen. Die Anzahl der Kontakte und deren Form können variieren. Bevorzugt entspricht die finale Form des fertig montierten Gehäuses einem Standardgehäuse, wie beispielsweise QFN sodass vollautomatische Bestückungsmaschinen für die Montage des finalen Gehäuses auf Leiterplatten benutzt werden können. Bevorzugt sind der Boden (BO) und die Wandung aus Duroplast gefertigt, sodass das Gehäuse mit den darin enthaltenen Bauteilen in einem Lötprozess verwendet werden kann. In den Gehäuseboden sind bevorzugt Montageflächen eingearbeitet. Diese bestehen bevorzugt aus Metall. Dieses Metall ist bevorzugt beschichtet um eine besser Haftung der Bond-Drähte zu gewährleisten. Im Folgenden werden diese Montageflächen als Lead-Frame-Fläche bezeichnet. 2 shows a so-called open-cavity housing from above. It includes a floor ( BO ), This floor ( BO ) is of a circumferential wall ( WA ) so that the bottom ( BO ) together with this wall ( WA ) forms a cavity that is open at the top, into which components can subsequently be mounted. In the example of the 2 four exemplary contacts are provided. The number of contacts and their shape can vary. The final shape of the fully assembled housing preferably corresponds to a standard housing, such as QFN, so that fully automatic assembly machines can be used to assemble the final housing on printed circuit boards. Preferred are the soil ( BO ) and the wall made of thermoset so that the housing with the components it contains can be used in a soldering process. Mounting surfaces are preferably incorporated into the housing base. These are preferably made of metal. This metal is preferably coated in order to ensure better adhesion of the bond wires. These mounting surfaces are referred to below as the lead frame surface.

Eine dritte Lead-Frame-Fläche (LF3) und eine zweite Lead-Frame-Fläche (LF2) sind in den Boden (BO) eingearbeitet. Ihre Oberfläche liegt aber innerhalb der Kavität (CAV) frei. In dem Beispiel der 2 sind die Kontakte des Gehäuses als solche Leadframe-Flächen gearbeitet, die die umlaufende Wandung (WA) durchdringen und so einen elektrischen Kontakt durch die Wandung (WA) hindurch ermöglichen. In dem Beispiel der 4 durchstößt eine erste Lead-Frame-Fläche (LF1) die umlaufende Wandung. In dem Beispiel der 4 durchstößt eine vierte Lead-Frame-Fläche (LF4) die umlaufende Wandung. In dem Beispiel der 4 durchstößt eine fünfte Lead-Frame-Fläche (LF5) die umlaufende Wandung. In dem Beispiel der 4 durchstößt eine sechste Lead-Frame-Fläche (LF6) die umlaufende Wandung.A third lead frame area ( LF3 ) and a second lead frame area ( LF2 ) are in the ground ( BO ) incorporated. However, their surface lies within the cavity ( CAV ) free. In the example of the 2 the contacts of the housing are machined as leadframe surfaces that enclose the circumferential wall ( WA ) and thus an electrical contact through the wall ( WA ) through enable. In the example of the 4th penetrates a first lead frame area ( LF1 ) the surrounding wall. In the example of the 4th penetrates a fourth lead frame area ( LF4 ) the surrounding wall. In the example of the 4th penetrates a fifth lead frame area ( LF5 ) the surrounding wall. In the example of the 4th penetrates a sixth lead frame area ( LF6 ) the surrounding wall.

Besonders bevorzugt weist das vorgeschlagene Gehäuse mindestens drei Anschlüsse auf: Eine positive Versorgungsspannungsleitung (Vdd), eine Bezugspotenzialleitung (GND), im Folgenden Masse genannt, und eine Ein- Ausgabeleitung (out). Die integrierte Schaltung (IC) wird durch die Versorgungsspannungsleitung (Vdd) und die Bezugspotenzialleitung mit elektrischer Energie versorgt. Die Ein-/Ausgabeleitung kann digital und/oder analog sein. Im Beispiel der 15 und 16 ist der Ausgang (out) analog. Die 15 und 16 können aber sinngemäß auch digital realisiert werden. Bevorzugt ist der Ein-/Ausgang ein bidirektionaler Eindrahtdatenbus. Besonders geeignet sind bekannte automobile Datenbusse wie beispielsweise der LIN-Datenbus, der DSI3-Datenbus oder der PSI5-Datenbus. Beispielsweise im Falle des LIN-Datenbusses und/oder des DSI-3 Datenbusses kann ein vierter Anschluss als Fortsetzung des Datenbusses vorgesehen werden. In dem Fall ist es möglich mittels eines Autoadressierungsverfahrens aus dem Stand der Technik die Position des Gehäuses mit dem Sensorsystem im Datenbus festzustellen und so eine Software-Adresse zu bestimmen, die eine Adressierung jedes verbauten Sensorsystems mit einer individuellen, durch die physikalische Position vorbestimmbaren Sensoradresse erlaubt. Als Schriften für solche Autoadressierungsverfahren seinen hier beispielhaft die folgenden Schriften genannt: EP 1490 772 B1 , DE 10 2017 122 365 B3 . Deren Offenbarungsgehalt ist in Kombination mit dieser Offenlegung vollumfänglicher Teil dieser Offenlegung.The proposed housing particularly preferably has at least three connections: a positive supply voltage line (Vdd), a reference potential line (GND), hereinafter referred to as ground, and an input / output line ( out ). The integrated circuit ( IC ) is supplied with electrical energy by the supply voltage line (Vdd) and the reference potential line. The input / output line can be digital and / or analog. In the example of 15th and 16 is the exit ( out ) analogous. The 15th and 16 but can also be implemented digitally. The input / output is preferably a bidirectional single-wire data bus. Known automotive data buses such as the LIN data bus, the DSI3 data bus or the PSI5 data bus are particularly suitable. For example, in the case of the LIN data bus and / or the DSI-3 data bus, a fourth connection can be provided as a continuation of the data bus. In this case, it is possible to use an auto-addressing method from the prior art to determine the position of the housing with the sensor system in the data bus and thus determine a software address that allows each built-in sensor system to be addressed with an individual sensor address that can be predefined by the physical position . The following fonts are mentioned here as examples for such auto-addressing methods: EP 1490 772 B1 , DE 10 2017 122 365 B3 . Their disclosure content in combination with this disclosure is a complete part of this disclosure.

Dies ist insbesondere für biometrische und/oder medizinische Anwendungen mit sehr vielen Sensoren sehr wünschenswert, da hierdurch die Kosten gesenkt werden.This is very desirable in particular for biometric and / or medical applications with a large number of sensors, since it reduces costs.

Figur 3Figure 3

3 zeigt das beispielhafte Gehäuse der 2 im Querschnitt. Die Kavität (CAV) ist markiert. 3 shows the exemplary housing of 2 in cross section. The cavity ( CAV ) is highlighted.

Figuren 4 bis 14Figures 4 to 14

Die 4 bis 14 beschreiben einen beispielhaften Montageprozess für das vorgeschlagene System.The 4th to 14th describe an exemplary assembly process for the proposed system.

Figur 4Figure 4

In 4 wird zunächst beispielsweise mit Hilfe eines Dispensers auf die dritte Lead-Frame-Fläche (LF3) ein dritter Kleber (GL3) aufgetragen. Mit Hilfe eines Dispensers wird auf die zweite Lead-Frame-Fläche (LF2) ein zweiter Kleber (GL2) aufgetragen.In 4th is first applied to the third lead frame area, for example with the help of a dispenser ( LF3 ) a third glue ( GL3 ) applied. With the help of a dispenser, the second lead frame area ( LF2 ) a second glue ( GL2 ) applied.

Figur 5Figure 5

In 5 wird in den dritten Kleber (GL3) auf der dritten Lead-Frame-Fläche (LF3) die LED (PL1) gesetzt und damit an der dritten Lead-Frame-Fläche (LF3) befestigt. Bevorzugt ist der dritte Kleber (GL3) elektrisch leitfähig. In dem Fall entsteht eine elektrische Verbindung zwischen der LED (PL1) und der dritten Lead-Frame-Fläche (LF3).In 5 is in the third glue ( GL3 ) on the third lead frame area ( LF3 ) the LED ( PL1 ) and thus on the third lead frame area ( LF3 ) attached. The third glue is preferred ( GL3 ) electrically conductive. In this case, an electrical connection is created between the LED ( PL1 ) and the third lead frame area ( LF3 ).

Figur 6Figure 6

In 6 wird eine integrierte Schaltung (IC) in den zweiten Kleber (GL2) gesetzt und damit an der zweiten Lead-Frame-Fläche (LF2) befestigt. Bevorzugt ist der zweite Kleber (GL2) elektrisch leitfähig. In dem Fall entsteht eine elektrische Verbindung zwischen der Rückseite der integrierten Schaltung (IC) und der weiten Lead-Frame-Fläche (LF2). Die integrierte Schaltung (IC) umfasst in dem Beispiel den Empfänger (PD1) und die erste Spule (L1), die in dem Beispiel der 6 den Empfänger umgibt.In 6 becomes an integrated circuit ( IC ) in the second glue ( GL2 ) and thus on the second lead frame area ( LF2 ) attached. The second glue is preferred ( GL2 ) electrically conductive. In this case, an electrical connection is created between the back of the integrated circuit ( IC ) and the wide lead frame area ( LF2 ). The integrated circuit ( IC ) in the example includes the recipient ( PD1 ) and the first coil ( L1 ), which in the example of 6 surrounds the recipient.

Figur 7Figure 7

In 7 wird ein erster Kleber (GL1) auf die Oberfläche der integrierten Schaltung (IC) im Bereich des Empfängers (PD1) aufgetragen. Der erste Kleber (GL1) ist bevorzugt im Wesentlichen transparent für die Fluoreszenzstrahlung (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements transparent. Statt eines ersten Klebers können natürlich auch andere funktionsäquivalente Befestigungsmethoden für den im Folgenden in 8 beschriebenen ersten Filter (F1) verwendet werden.In 7th will a first glue ( GL1 ) on the surface of the integrated circuit ( IC ) in the area of the recipient ( PD1 ) applied. The first glue ( GL1 ) is preferably essentially transparent for the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) transparent in the material of the sensor element. Instead of a first adhesive, other functionally equivalent fastening methods can of course also be used for the following in 8th described first filter ( F1 ) be used.

Figur 8Figure 8

In 8 wird in den ersten Kleber der erste Filter (F1) gesetzt. Der erste Filter (F1) ist bevorzugt im Wesentlichen transparent für die Fluoreszenzstrahlung (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Der erste Filter (F1) ist bevorzugt im Wesentlichen nicht transparent für die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1). Der erste Filter (F1) und der erste Kleber (GL1) können entfallen, wenn der Empfänger (PD1) von vornherein so ausgeführt wird, dass er für die Fluoreszenzstrahlung der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements im Wesentlichen empfindlich ist und für die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1) nicht empfindlich ist. Insofern kann die gemeinsame Funktionalität aus Empfänger (PD1), erstem Kleber (GL1) und erstem Filter auch als ein Empfänger (PD1) betrachtet werden, der für die Fluoreszenzstrahlung der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements im Wesentlichen empfindlich ist und für die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1) nicht empfindlich ist.In 8th the first filter ( F1 ) set. The first filter ( F1 ) is preferably essentially transparent for the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. The first filter ( F1 ) is preferably essentially not transparent for the excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ). The first filter ( F1 ) and the first glue ( GL1 ) can be omitted if the recipient ( PD1 ) is designed from the outset in such a way that it is suitable for the fluorescence radiation of the paramagnetic centers ( NV1 ) is essentially sensitive in the material of the sensor element and for the excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ) is not sensitive. In this respect, the common functionality from receiver ( PD1 ), first glue ( GL1 ) and the first filter also as a receiver ( PD1 ) must be considered, which for the fluorescence radiation of the paramagnetic centers ( NV1 ) is essentially sensitive in the material of the sensor element and for the excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ) is not sensitive.

Figur 9Figure 9

In 9 wird das Sensorelement auf dem ersten Filter (F1) platziert. Dieser Schritt kann auch mit dem folgenden Schritt der 10 zusammen erfolgen. Das Sensorelement umfasst die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements.In 9 the sensor element is placed on the first filter ( F1 ) placed. This step can also be used with the following step of the 10 take place together. The sensor element includes the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element.

Figur 10Figure 10

In 10 wird das Befestigungsmittel (Ge) zur Befestigung des Sensorelements mit den paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements an dem ersten Filter (F1) eingebracht. Bevorzugt handelt es sich Gelatine. Bevorzugt wird die Gelatine mit den Sensorelementen vermischt und zusammenaufgebracht. In der hier vorgelegten Offenlegung wird hierbei ausdrücklich Bezug auf die DE 10 2019 114 032.3 genommen, deren Offenbarungsgehalt in Kombination mit dem Offenbarungsgehalt dieser Schrift vollumfänglicher Teil dieser Offenbarung ist.In 10 the fastener ( Ge ) for fastening the sensor element with the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element on the first filter ( F1 ) brought in. It is preferably gelatin. The gelatin is preferably mixed with the sensor elements and applied together. In the disclosure presented here, express reference is made to the DE 10 2019 114 032.3 taken, the disclosure of which in combination with the disclosure of this document is a full part of this disclosure.

Figur 11Figure 11

In 11 werden weitere elektrische Verbindungen durch Bonddrähte hergestellt. Hier stellen der erste Bonddraht (BD1), der zweite Bonddraht (BD2), der dritte Bonddraht (BD3) nur Beispiele dar.In 11 further electrical connections are made by bonding wires. The first bond wire ( BD1 ), the second bond wire ( BD2 ), the third bond wire ( BD3 ) are only examples.

Figur 12Figure 12

In 12 wird ein vierter Kleber (GL4) auf den Wandungen (WA) aufgetragen. Statt eines vierten Klebers (GL4) kann auch ein äquivalentes Verbindungsmittel eingesetzt werden. Sind die Wandungen (WA) beispielsweise aus Glas, so ist beispielsweise die Verwendung eines Glas-Lots denkbar.In 12th a fourth glue ( GL4 ) on the walls ( WA ) applied. Instead of a fourth glue ( GL4 ) an equivalent lanyard can also be used. Are the walls ( WA ) made of glass, for example, the use of a glass solder is conceivable.

Figur 13Figure 13

In 13 wird der mit einem reflektierenden Material (RE) (beispielsweise einem Anstrich mit Titanoxid) als Reflektor (RE) versehene Deckel (DL) auf die Wandung aufgesetzt. Bevorzugt geschieht dies in einer kontrollierten Atmosphäre, beispielsweise in einem Schutzgas oder Edelgas und/oder in einem Vakuum und/oder in einer Atmosphäre mit reduziertem Druck.In 13 is covered with a reflective material ( RE ) (e.g. a coating with titanium oxide) as a reflector ( RE ) provided lids ( DL ) placed on the wall. This is preferably done in a controlled atmosphere, for example in a protective gas or noble gas and / or in a vacuum and / or in an atmosphere with reduced pressure.

Figur 14Figure 14

Nach dem Aufsetzen des Deckels (DL) kann der Reflektor (RE) die Anregungsstrahlung (LB1a) der LED (PL1) als reflektierte Anregungsstrahlung (LB1b) in das Sensorelement einstrahlen. Dort regt diese reflektierte Anregungsstrahlung (LB1b) die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements zu Abgabe einer Fluoreszenzstrahlung (FL) an. Diese wird von dem Empfänger (PD1) der integrierten Schaltung (IC) empfangen und verarbeitet. Der Reflektor (RE) dient also als optisches Funktionselement des Gehäuses, dass das die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements mit der LED (PL1) optisch koppelt.After putting on the lid ( DL ) the reflector ( RE ) the excitation radiation ( LB1a ) of the LED ( PL1 ) as reflected excitation radiation ( LB1b ) radiate into the sensor element. There this reflected excitation radiation excites ( LB1b ) the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element to emit fluorescence radiation ( FL ) at. This will be provided by the recipient ( PD1 ) the integrated circuit ( IC ) received and processed. The reflector ( RE ) thus serves as an optical functional element of the housing that the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element with the LED ( PL1 ) optically coupled.

Figur 15Figure 15

15 zeigt ein einfaches System für eine beispielhafte Teilfunktion der integrierten Schaltung (IC). Ein Signalgenerator (G) erzeigt ein Sendesignal (S5). Die LED (PL1) wandelt das Sendesignal in eine modulierte Anregungsstrahlung (LB), die direkt oder wie zuvor beschrieben indirekt auf das Sensorelement trifft. Dort regt diese reflektierte Anregungsstrahlung (LB) die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements zu Abgabe einer Fluoreszenzstrahlung (FL) an. Das erste Filter (F1) lässt die Fluoreszenzstrahlung (FL) passieren, während es die modulierte Anregungsstrahlung (LB) nicht passieren lässt. Die Fluoreszenzstrahlung (FL) ist korreliert zur Anregungsstrahlung (LB) moduliert. Die modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) wir nach dem Passieren des ersten Filters (F1) vom Empfänger (PD1) empfangen und in ein moduliertes Empfangssignal (S0) umgewandelt. Ggf. umfasst der Empfänger (PD1) weitere Verstärker und Filter. Ein erster Addierer (A1) subtrahiert ein Rückkoppelsignal (S6) von dem Empfangssignal (S0). Es ergibt sich das reduzierte Empfangssignal (S1). Dieses reduzierte Empfangssignal (S1) wird in einem Synchrondemodulator weiterverarbeitet. Dazu multipliziert ein erster Multiplizierer (M1) das reduzierte Empfangssignal (S1) mit dem Sendesignal (S5) und bildet so das Filtereingangssignal (S3). In einem Tiefpassfilter (TP) wird der Gleichanteil des Filtereingangssignals durchgelassen. Es ergibt sich das Filterausgangssignal (S4) als Ausgangssignal des Tiefpassfilters (TP). Formal bildet der erste Multiplizierer (M1) und der Tiefpass (TP) ein Skalarprodukt des reduzierten Empfangssignals (S1) und des Sendesignals (S5). Der Wert des Filterausgangssignals (S4) gibt dann an, wieviel vom Sendesignal (S5) anteilig im reduzierten Empfangssignal (S1) vorhanden ist. Dieses Filterausgangssignal (S4) kann man mit einem Fourier-Koeffizienten in seiner Funktion vergleichen. Ein zweiter Multiplizierer (M2) multipliziert das Filterausgangssignal (S4) mit dem Sendesignal (S5) und bildet so das Rückkoppelsignal (S6). Ist die Verstärkung des Tiefpasses (TP) sehr groß, so enthält das reduzierte Empfangssignal (S1) typischerweise bis auf einen Regelfehler bei Stabilität keinen Anteil des Sendesignals mehr. Der Wert des Filterausgangssignals (S4) ist dann ein Maß für die Amplitude der Fluoreszenzstrahlung (FL), die den Empfänger (PD1) erreicht. Dieses Empfängerausgangssignal (S4) wird dann als Sensorausgangssignal (out) über eine der Lead-Frame-Flächen mittels eines Bond-Drahtes ausgegeben. 15th shows a simple system for an exemplary sub-function of the integrated circuit ( IC ). A signal generator ( G ) shows a transmission signal ( S5 ). The LED ( PL1 ) converts the transmitted signal into modulated excitation radiation ( LB ), which hits the sensor element directly or indirectly as described above. There this reflected excitation radiation excites ( LB ) the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element to emit fluorescence radiation ( FL ) at. The first filter ( F1 ) lets the fluorescence radiation ( FL ) happen while the modulated excitation radiation ( LB ) does not let happen. The fluorescence radiation ( FL ) is correlated to the excitation radiation ( LB ) modulated. The modulated fluorescence radiation ( FL ) we after passing the first filter ( F1 ) from the recipient ( PD1 ) received and converted into a modulated received signal ( S0 ) converted. The recipient may include ( PD1 ) further amplifiers and filters. A first adder ( A1 ) subtracts a feedback signal ( S6 ) from the received signal ( S0 ). The result is the reduced received signal ( S1 ). This reduced received signal ( S1 ) is further processed in a synchronous demodulator. To do this, a first multiplier multiplies ( M1 ) the reduced received signal ( S1 ) with the transmission signal ( S5 ) and thus forms the filter input signal ( S3 ). In a low pass filter ( TP ) the DC component of the filter input signal is allowed through. The result is the filter output signal ( S4 ) as the output signal of the low-pass filter ( TP ). Formally, the first multiplier forms ( M1 ) and the low pass ( TP ) a scalar product of the reduced received signal ( S1 ) and the transmission signal ( S5 ). The value of the filter output signal ( S4 ) then indicates how much of the transmission signal ( S5 ) proportionally in the reduced received signal ( S1 ) is available. This filter output signal ( S4 ) can be compared with a Fourier coefficient in its function. A second multiplier ( M2 ) multiplies the filter output signal ( S4 ) with the transmission signal ( S5 ) and thus forms the feedback signal ( S6 ). Is the gain of the low pass ( TP ) very large, so contains the reduced received signal ( S1 ) typically no more part of the transmission signal apart from a control error in the case of stability. The value of the filter output signal ( S4 ) is then a measure of the amplitude of the fluorescence radiation ( FL ) that the recipient ( PD1 ) reached. This receiver output signal ( S4 ) is then used as the sensor output signal ( out ) is output via one of the lead frame surfaces using a bond wire.

Figur 16Figure 16

16 zeigt das System der 15 mit dem Unterschied, dass die Rückspeisung des Rückkoppelsignals (S6) nun nicht über einen ersten Addierer (A1) elektrisch erfolgt, sondern über eine Kompensations-LED (PLK). Hierzu wird er Pegel und der Offset des Rückkopplungssignals (S6) durch eine Anpassschaltung (OF) geeignet angepasst. Es ergibt sich ein Kompensationssendesignal (S7) als Ausgangssignal der Anpassschaltung (OF). Mit diesem Kompensationssendesignal (S7) wird die Kompensations-LED (PLK) betrieben. Die Kompensations-LED (PLK) strahlt dann in den Empfänger (PD1) ein. Um die Subtraktion zu reproduzieren, wird nun vorgesehen, dass der Ausgang des Tiefpassfilters (TP) invertierend ausgeführt wird. Es kommt also nicht darauf an, an welcher Stelle diese Inversion im Regelkries ausgeführt wird, sondern nur, dass sie stattfindet. Bevorzugt ist die Vorrichtung mit einer ersten Barriere (BA1) versehen, die verhindert, dass die Kompensations-LED (PLK) die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements bestrahlen und damit zur Abgabe einer Fluoreszenzstrahlung (FL) anregen kann. Es handelt sich also um eine Barriere für elektromagnetische Strahlung und/oder Licht. 16 shows the system of 15th with the difference that the feedback of the feedback signal ( S6 ) now does not have a first adder ( A1 ) is done electrically, but via a compensation LED ( PLK ). For this purpose, the level and the offset of the feedback signal ( S6 ) through a matching circuit ( OF ) appropriately adapted. A compensation transmission signal results ( S7 ) as the output signal of the adapter circuit ( OF ). With this compensation transmission signal ( S7 ) the compensation LED ( PLK ) operated. The compensation LED ( PLK ) then radiates into the receiver ( PD1 ) on. In order to reproduce the subtraction, it is now provided that the output of the low-pass filter ( TP ) is executed inverting. So it does not matter at which point this inversion is carried out in the control cycle, but only that it takes place. The device with a first barrier ( BA1 ) which prevents the compensation LED ( PLK ) the paramagnetic centers ( NV1 ) irradiate in the material of the sensor element and thus emit fluorescence radiation ( FL ) can stimulate. So it is a barrier for electromagnetic radiation and / or light.

Bevorzugt ist die Vorrichtung mit einer zweiten Barriere (BA2) versehen, die verhindert, dass die LED (PL1) den Empfänger (PD1) direkt bestrahlen kann. Es handelt sich also auch hier um eine Barriere für elektromagnetische Strahlung und/oder Licht. Aus regelungstechnischen Gründen kann eine gewisse direkte Bestrahlung in sehr geringem Umfang aber ggf. gewünscht sein, um den Fangbereich der Regelung zu verbessern.The device with a second barrier ( BA2 ) that prevents the LED ( PL1 ) the recipient ( PD1 ) can irradiate directly. This is also a barrier for electromagnetic radiation and / or light. For control reasons, a certain amount of direct irradiation may be required to a very limited extent, in order to improve the control's capture range.

Figur 17Figure 17

17 zeigt den Test eines vorgeschlagenen Systems. Der Test wird bevorzugt vor dem verschließen des Gehäuses mit dem Deckel (DE) durchgeführt. Bevorzugt wird die integrierte Schaltung durch Kontaktieren des Gehäuses und Anlegen geeigneter Pattern in Betrieb gesetzt. Eine erste Test-LED (LED1) emittiert Anregungsstrahlung auf die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Damit werden die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements bestrahlen zur Abgabe einer Fluoreszenzstrahlung (FL) angeregt. Diese Fluoreszenzstrahlung (FL) kann durch einen ersten Testempfänger (TD1), der mit einem Testfilter (TF1) versehen ist, der nur die besagte Fluoreszenzstrahlung (FL) passieren lässt und dadurch im Wesentlichen nur für diese empfindlich ist. Die Fluoreszenzstrahlung (FL) wird mit Hilfe des Testempfängers (TD1) erfasst und in einen Messwert gewandelt. Dieser Messwert wird durch eine nicht gezeichnete Testvorrichtung mit einem Sollwert verglichen. Verläuft der Vergleich negativ, so ist das System fehlerhaft. 17th shows the test of a proposed system. The test is preferably carried out before the housing is closed with the cover (DE). The integrated circuit is preferably put into operation by contacting the housing and applying suitable patterns. A first test LED ( LED1 ) emits excitation radiation onto the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. The paramagnetic centers ( NV1 ) irradiate in the material of the sensor element to emit fluorescent radiation ( FL ) stimulated. This fluorescent radiation ( FL ) can by a first test receiver (TD1), which is provided with a test filter (TF1), which only the said fluorescence radiation ( FL ) and is therefore essentially only sensitive to them. The fluorescence radiation ( FL ) is recorded with the help of the test receiver (TD1) and converted into a measured value. This measured value is compared with a nominal value by a test device (not shown). If the comparison is negative, the system is faulty.

In einem anderen Testschritt wird die LED (PL1) durch die integrierte Schaltung (IC) aufgrund eines Befehls der externen Testvorrichtung an die integrierte Schaltung (IC) zur Abgabe von Anregungsstrahlung (LB) veranlasst. Diese emittierte Anregungsstrahlung (LB) fällt teilweise auf die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Ggf. wird hierfür ein externer Spiegel (EMI) vorgesehen. Damit werden die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements bestrahlen zur Abgabe einer Fluoreszenzstrahlung (FL) angeregt. Diese Fluoreszenzstrahlung (FL) kann durch den ersten Testempfänger (TD1), der mit einem Testfilter (TF1) versehen ist, der nur die besagte Fluoreszenzstrahlung (FL) passieren lässt und dadurch im Wesentlichen nur für diese empfindlich ist, detektiert werden. Die Fluoreszenzstrahlung (FL) wird mit Hilfe dieses Testempfängers (TD1) wiedererfasst und in einen Messwert gewandelt. Dieser Messwert wird durch eine nicht gezeichnete Testvorrichtung mit einem zweiten Sollwert verglichen. Verläuft der Vergleich negativ, so ist das System fehlerhaft.In another test step the LED ( PL1 ) through the integrated circuit ( IC ) based on a command from the external test device to the integrated circuit ( IC ) for emitting excitation radiation ( LB ). This emitted excitation radiation ( LB ) partially falls on the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. If necessary, an external mirror ( EMI ) intended. The paramagnetic centers ( NV1 ) irradiate in the material of the sensor element to emit fluorescent radiation ( FL ) stimulated. This fluorescent radiation ( FL ) can through the first test receiver (TD1), which is provided with a test filter (TF1), which only the said fluorescence radiation ( FL ) can pass and is therefore essentially only sensitive to this, can be detected. The fluorescence radiation ( FL ) is recorded again with the help of this test receiver (TD1) and converted into a measured value. This measured value is compared with a second target value by a test device (not shown). If the comparison is negative, the system is faulty.

Die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1) kann durch einen zweiten Testempfänger (TD2) detektiert werden. Die Anregungsstrahlung (LB) wird mit Hilfe dieses Testempfängers (TD2) erfasst und in einen Messwert gewandelt. Dieser Messwert wird durch eine nicht gezeichnete Testvorrichtung mit einem dritten Sollwert verglichen. Verläuft der Vergleich negativ, so ist das System fehlerhaft.The excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ) can be detected by a second test receiver (TD2). The excitation radiation ( LB ) is recorded with the help of this test receiver (TD2) and converted into a measured value. This measured value is compared with a third target value by a test device (not shown). If the comparison is negative, the system is faulty.

Figur 18Figure 18

18 zeigt einen grundsätzlichen Verfahrensablauf zur Herstellung eines Sensorsystems. Der Vorgeschlagene Herstellungsprozess umfasst die folgenden Schritte, wobei die Reihenfolge der Schritte leicht variieren kann, zusätzliche Schritte ausgeführt werden können und Schritte zusammengefasst werden können. Ein erster Schritt ist das Bereitstellen (1) eines sogenannten premolded Open-Cavity-Gehäuses mit Anschlüssen. Das bedeutet, dass es sich bevorzugt um ein vorgeformtes Gehäuse handelt, das eine Kavität (CAV) aufweist, in die die Komponenten montiert werden. Das Gehäuse ist in den 2 und 3 dargestellt. Als zweiter Schritt erfolgt das Einbringen (2) einer Quelle für Anregungsstrahlung (PL1), also das Einbringen der LED (PL1). Als dritter Schritt erfolgt das Einbringen (3) einer integrierten Schaltung (IC) mit einem Empfänger (PD1), der vorzugsweise bereits wellenlängensensitiv ist. D.h. bevorzugt ist er für die Fluoreszenzstrahlung (FL) eines paramagnetischen Zentrums (NV1) des Materials des Sensorelements im Wesentlichen empfindlich und für die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1), mit der das paramagnetische Zentrum (NV1) zur Emission der Fluoreszenzstrahlung (FL) veranlasst wird, im Wesentlichen nicht empfindlich. Es folgt der Schritt des elektrischen Verbindens (4) der integrierten Schaltung (IC) und der Anschlüsse (LF1, LF2, LF4, LF5, LF6) und der Quelle (PL1) für die Anregungsstrahlung (LB), also der LED (PL1). Sodann erfolgt das Einbringen (5) eines Sensorelements mit einem paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material des Sensorelements und das Befestigen (6) des Sensorelements mittels eines Befestigungsmittels (Ge). Diese beiden letztgenannten Schritte können auch gemeinsam erfolgen. Als weiterer Schritt erfolgt das Herstellen (7) eines Mittels zur Lenkung der Anregungsstrahlung (LB) und/oder Fluoreszenzstrahlung (FL). Hierbei handelt es sich um den Reflektor (RE). Bei dem Reflektor (RE) kann es sich auch ganzeinfach um die unbehandelte Seite des Deckels (DE9 handeln, der in Richtung auf die Kavität (CAV) weist. Diese Deckelseite des Deckels (DE) kann beschichtet sein, mit einem optischen Funktionselement versehen sein, mikrostrukturiert sein und mit einer Wölbung, die moduliert sein kann, versehen sein, um die LED (PL1) mit dem paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material des Sensorelements optisch zu koppeln. Das Verschließen (8) des Gehäuses mit dem besagten Deckel (DE) schließt das Verfahren in seiner Grundform ab. In der 18a ist der Ablauf grundsätzlich dargestellt, während in der 18b die Schritte fünf und 6 gemeinsam ausgeführt werden. 18th shows a basic process sequence for producing a sensor system. The proposed manufacturing process includes the following steps, wherein the order of the steps can vary slightly, additional steps can be performed, and steps can be combined. A first step is to provide (1) a so-called premolded open-cavity housing with connections. This means that it is preferably a preformed housing that has a cavity ( CAV ) into which the components are mounted. The Housing is in the 2 and 3 shown. The second step is the introduction (2) of a source for excitation radiation ( PL1 ), i.e. the introduction of the LED ( PL1 ). The third step is the introduction (3) of an integrated circuit ( IC ) with a recipient ( PD1 ), which is preferably already wavelength sensitive. Ie it is preferred for fluorescence radiation ( FL ) a paramagnetic center ( NV1 ) of the material of the sensor element essentially sensitive and for the excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ), with which the paramagnetic center ( NV1 ) for the emission of fluorescence radiation ( FL ) is caused, essentially not sensitive. This is followed by the step of electrically connecting (4) the integrated circuit ( IC ) and the connections ( LF1 , LF2 , LF4 , LF5 , LF6 ) and the source ( PL1 ) for the excitation radiation ( LB ), i.e. the LED ( PL1 ). Then the introduction (5) of a sensor element with a paramagnetic center ( NV1 ) in the material of the sensor element and the fastening (6) of the sensor element by means of a fastening means ( Ge ). These last two steps can also be carried out together. The next step is the production (7) of a means for directing the excitation radiation ( LB ) and / or fluorescence radiation ( FL ). This is the reflector ( RE ). At the reflector ( RE ) it can simply be the untreated side of the lid (DE9, which faces towards the cavity ( CAV ) has. This top side of the cover (DE) can be coated, provided with an optical functional element, microstructured and provided with a curvature, which can be modulated, in order to display the LED ( PL1 ) with the paramagnetic center ( NV1 ) to be optically coupled in the material of the sensor element. Closing (8) the housing with said cover (DE) completes the process in its basic form. In the 18a the sequence is shown in principle, while in the 18b steps five and 6 are carried out together.

Figur 19Figure 19

In der 19a ist der Ablauf der 18a noch einmal dargestellt. Zwischen dem Schritt des Befestigens (6) des Sensorelements mittels eines Befestigungsmittels (Ge) und dem Schritt der Herstellung (7) eines Mittels zur Lenkung der Anregungsstrahlung (LB) und/oder Fluoreszenzstrahlung (FL) ist ein Schritt zum Test der Systemfunktion (9) eingefügt, in dem ein Messwert ermittelt wird. Dieser Messwert wird in einem weiteren Schritt (10) mit einem Schwellwert verglichen. Ist der Vergleich positiv (p), so folgt der bekannte Schritt der Herstellung (7) eines Mittels zur Lenkung der Anregungsstrahlung (LB) und/oder Fluoreszenzstrahlung (FL). Ist der Vergleich negativ (n) so folgt ein Verwurf (11) oder eine Nacharbeit des Systems.In the 19a is the process of 18a shown again. Between the step of fastening (6) the sensor element by means of a fastening means ( Ge ) and the step of producing (7) a means for directing the excitation radiation ( LB ) and / or fluorescence radiation ( FL ) a step for testing the system function (9) is added, in which a measured value is determined. This measured value is compared with a threshold value in a further step (10). If the comparison is positive (p), then follows the known step of producing (7) a means for directing the excitation radiation ( LB ) and / or fluorescence radiation ( FL ). If the comparison is negative (n), this is rejected (11) or the system is reworked.

In der 19a ist der Ablauf der 18a noch einmal dargestellt. Zwischen dem Schritt des Befestigens (6) des Sensorelements mittels eines Befestigungsmittels (Ge) und dem Schritt der Herstellung (7) eines Mittels zur Lenkung der Anregungsstrahlung (LB) und/oder Fluoreszenzstrahlung (FL) ist ein Schritt (12) zum Aufbringen des ersten Klebers (GL1) auf die integrierte mikroelektronische Schaltung (IC) und ein Schritt (13) zum Aufsetzen des ersten Filters (F1) in den ersten Kleber (GL1) vorgesehen. Diese Schritte sind notwendig, wenn der Empfänger nicht im Wesentlichen selektiv für die Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrums des Materials des Sensorelements gegenüber der Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1) ist.In the 19a is the process of 18a shown again. Between the step of fastening (6) the sensor element by means of a fastening means ( Ge ) and the step of producing (7) a means for directing the excitation radiation ( LB ) and / or fluorescence radiation ( FL ) is a step (12) for applying the first adhesive ( GL1 ) on the integrated microelectronic circuit ( IC ) and a step (13) for putting on the first filter ( F1 ) in the first glue ( GL1 ) intended. These steps are necessary if the receiver is not essentially selective for the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic center of the material of the sensor element in relation to the excitation radiation ( LB ) of the LED ( PL1 ) is.

Weitere Schritte sind möglich. Die Schritte können auch miteinander kombiniert werden, sofern dies sinnvoll ist. Es ist auch möglich mehr als einen Testschritt (10) durchzuführen.Further steps are possible. The steps can also be combined with one another if this makes sense. It is also possible to carry out more than one test step (10).

Ein Testschritt (9) kann beispielsweise die Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL) durch das paramagnetische Zentrum (NV1) des Materials des Sensorelements durch Bestrahlung mit Anregungsstrahlung prüfen.A test step (9) can, for example, emit fluorescence radiation ( FL ) through the paramagnetic center ( NV1 ) Check the material of the sensor element by exposure to excitation radiation.

In Testschritt (9) kann beispielsweise die Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL) durch das paramagnetische Zentrum (NV1) des Materials des Sensorelements durch Veranlassung der LED(LED1) zur Abgabe von Anregungsstrahlung (LB) prüfen, wobei dann vorzugsweise auch die durch die LED (PL1) abgegebene Anregungsstrahlung geprüft werden kann.In test step (9), for example, the emission of fluorescence radiation ( FL ) through the paramagnetic center ( NV1 ) of the material of the sensor element by causing the LED ( LED1 ) for emitting excitation radiation ( LB ), whereby then preferably also those indicated by the LED ( PL1 ) emitted excitation radiation can be checked.

In Testschritt (9) kann beispielsweise die Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL) durch das paramagnetische Zentrum (NV1) des Materials des Sensorelements durch Bestrahlung mit Anregungsstrahlung in Abhängigkeit von einem extern erzeugten magnetischen Fluss geprüft werden. Dies ist insbesondere zu Kalibrationszwecken sinnvoll. Die dann ggf. ermittelten Kalibrationsdaten können in einem Speicher der mikroelektronischen Schaltung (IC) hinterlegt werden. Ein solcher Test und eine solche Kalbration sind selbstverständlich nach dem Aufsetzen des Deckels (DE) auf das Gehäuse sinnvoll.In test step (9), for example, the emission of fluorescence radiation ( FL ) through the paramagnetic center ( NV1 ) of the material of the sensor element can be checked by irradiation with excitation radiation as a function of an externally generated magnetic flux. This is particularly useful for calibration purposes. The then possibly determined calibration data can be stored in a memory of the microelectronic circuit ( IC ). Such a test and such a calibration are of course useful after the cover (DE) has been placed on the housing.

Figur 20Figure 20

20 dient zum Verdeutlichen des Verfahrens bei optischer Kompensation über eine geregelte Kompensations-LED (PLK). Das Sensorsystem umfasst wieder ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements, das Teil des Sensorsystems ist. Das Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems läuft dann so ab, dass mittels eines Kompensationssendesignals (S7) ein moduliertes Aussenden einer modulierten Kompensationsstrahlung (KS) durch die moduliert betriebene Kompensations-LED (PLK) erfolgt. Eine modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) wird mittels eines paramagnetischen Zentrums (NV1) in einem Material eines Sensorelements durch modulierte Anregungsstrahlung (LB) verursacht. deren Ursprung der Anregungsstrahlung (LB) wird später beschrieben. Im Empfänger (PD1) erfolgt ein überlagerndes Empfangen der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) und der modulierten Kompensationsstrahlung (KS) und das Erzeugen eines Empfangssignals (S0). Ist die im Folgenden beschriebene Regelung bei Abwesenheit von Störern eingeschwungen, so enthält das Empfangssignal (S0) bevorzugt keine Modulation mehr. Es wird sodann eine Korrelation des Empfangssignals (S0) mit dem modulierten Kompensationssendesignal (S7), insbesondere unter Zuhilfenahme eines Synchrondemodulators, und Bildung eines Ausgangssignals (out) durchgeführt, um den modulierten Anteil im Empfangssignal (S0) zu detektieren und dann mittels des Sendesignals (S5) zu kompensieren. Das vorgeschlagene Alternativverfahren umfasst das Erzeugen eines mit dem Kompensationssendesignal (S7) modulierten Sendesignals (S5) mit Hilfe des Ausgangssignals (out). Dabei hängt das Ausgangssignal (out) von der Intensität der Korrelation der Modulation der Fluoreszenzstrahlung (FL) mit dem Kompensationssendesignal (S8) ab. 20th serves to clarify the procedure with optical compensation via a regulated compensation LED ( PLK ). The sensor system again includes a paramagnetic center ( NV1 ) in the material of a sensor element that is part of the sensor system. The process for operating a sensor system then runs in such a way that a compensation transmission signal ( S7 ) a modulated emission of a modulated compensation radiation (KS) by the modulated operated Compensation LED ( PLK ) he follows. A modulated fluorescence radiation ( FL ) is determined by means of a paramagnetic center ( NV1 ) in a material of a sensor element by modulated excitation radiation ( LB ) caused. whose origin of the excitation radiation ( LB ) will be described later. In the receiver ( PD1 ) there is an overlapping reception of the modulated fluorescence radiation ( FL ) and the modulated compensation radiation (KS) and the generation of a received signal ( S0 ). If the control described below has settled in the absence of interferers, the received signal contains ( S0 ) no longer prefers modulation. A correlation of the received signal ( S0 ) with the modulated compensation transmission signal ( S7 ), especially with the help of a synchronous demodulator, and generation of an output signal ( out ) is carried out to determine the modulated component in the received signal ( S0 ) and then using the transmission signal ( S5 ) to compensate. The proposed alternative method comprises generating a signal with the compensation transmission signal ( S7 ) modulated transmission signal ( S5 ) with the help of the output signal ( out ). The output signal ( out ) on the intensity of the correlation of the modulation of the fluorescence radiation ( FL ) with the compensation transmission signal ( S8 ) from.

Die Korrelation erfolgt bevorzugt mit den Schritten

  • • Multiplikation des Empfangssignals (S0) mit dem Kompensationssendesignal (S7) zum Filtereingangssignal (S3);
  • • Filtern des Filtereingangssignals (S3) mit einem Filter (TP) zum Filterausgangssignal (S4), wobei das Filterausgangssignal mit einem Faktor -1 multipliziert ist;
  • • Multiplikation des Filterausgangssignals (S4) mit dem Kompensationssendesignal (S7) zum Sendevorsignal (S8);
  • • Bilden des Sendesignals (S5) aus dem Sendevorsignal (S8);
  • • Ansteuern eines Senders (PL1) mit dem Sendesignal (S5);
  • • Aussenden einer Anregungsstrahlung (LB) durch die LED (PL1) in Abhängigkeit von dem Sendesignal (S5);
  • • Verwendung des Filterausgangssignals (S4) zur Bildung des Ausgangssignals (out), wobei das Ausgangssignal (out)im Sinne dieses Merkmals gleich dem Filterausgangssignal (S4) sein kann.
The correlation is preferably carried out with the steps
  • • Multiplication of the received signal ( S0 ) with the compensation transmission signal ( S7 ) to the filter input signal ( S3 );
  • • Filtering the filter input signal ( S3 ) with a filter ( TP ) to the filter output signal ( S4 ), wherein the filter output signal is multiplied by a factor of -1;
  • • Multiplication of the filter output signal ( S4 ) with the compensation transmission signal ( S7 ) to the pre-transmit signal ( S8 );
  • • Formation of the transmission signal ( S5 ) from the pre-send signal ( S8 );
  • • Controlling a transmitter ( PL1 ) with the transmission signal ( S5 );
  • • Emission of an excitation radiation ( LB ) by the LED ( PL1 ) depending on the transmission signal ( S5 );
  • • Use of the filter output signal ( S4 ) to generate the output signal ( out ), where the output signal ( out ) for the purposes of this feature is equal to the filter output signal ( S4 ) can be.

Figur 21Figure 21

21 entspricht einem erweiterten System der 15. 16 und 20 lassen sich in analoger Weise erweitern. Auch 21 zeigt ein einfaches System für eine beispielhafte Teilfunktion der integrierten Schaltung (IC). Ein Signalgenerator (G) erzeigt ein Sendesignal (S5) und ein bezüglich des Skalarprodukts, das durch den ersten Multiplizierer (M1) und den Filter (TP) hier beispielhaft realisiert wird, zu dem Sendesignal (S5) orthogonales Referenzsignal (S5'). Zur Vereinfachung nehmen wir an, dass das Sendesignal (S5) und das orthogonale Referenzsignal (S5') periodisch sind. 21st corresponds to an extended system of 15th . 16 and 20th can be expanded in an analogous way. Also 21st shows a simple system for an exemplary sub-function of the integrated circuit ( IC ). A signal generator ( G ) shows a transmission signal ( S5 ) and one related to the scalar product that is given by the first multiplier ( M1 ) and the filter ( TP ) is implemented here as an example, to the transmission signal ( S5 ) orthogonal reference signal ( S5 ' ). For the sake of simplicity we assume that the transmit signal ( S5 ) and the orthogonal reference signal ( S5 ' ) are periodic.

Bevorzugt ist dann der Filter (TP) mit einem Ausgangsspeicher versehen, der zu jedem Periodenende der Periode des Sendesignals (S5) den erreichten Filterausgangswert unmittelbar vor seinem Ausgang abtastet und bis zum nächsten Periodenende ausgibt. Dieses Latch oder diese Sample&Hold-Schaltung ist in den 15, 16, 20 und 21 zur Vereinfachung nicht eingezeichnet, aber sehr sinnvoll, um die zeitlichen Integrationsgrenzen des Skalarprodukts exakt zu definieren. Dies gilt auch für das zusätzliche Filter (TP') und den zusätzlichen ersten Multiplizierer (M1'). Hier wird zur Vereinfachung angenommen, dass der zusätzliche erste Multiplizierer (M1') die gleichen Eigenschaften hat wie der erste Multiplizierer (M1). Des Weiteren wird angenommen, dass der zusätzliche Filter (TP') die gleichen Eigenschaften hat, wie der Filter (TP). Die LED (PL1) wandelt das Sendesignal (S5) wieder in eine modulierte Anregungsstrahlung (LB), die direkt oder wie zuvor beschrieben indirekt auf das Sensorelement trifft. Dort regt diese reflektierte Anregungsstrahlung (LB) die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements zu Abgabe einer Fluoreszenzstrahlung (FL) an. Das erste Filter (F1) lässt die Fluoreszenzstrahlung (FL) passieren, während es die modulierte Anregungsstrahlung (LB) nicht passieren lässt. Die Fluoreszenzstrahlung (FL) ist korreliert, aber typischerweise definiert phasenverschoben zur Anregungsstrahlung (LB) moduliert. Dies kann nun ausgenutzt werden. Die modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) wird nach dem Passieren des ersten Filters (F1) vom Empfänger (PD1) empfangen und in ein moduliertes Empfangssignal (S0) umgewandelt. Ggf. umfasst der Empfänger (PD1) weitere Verstärker und Filter. Ein erster Addierer (A1) subtrahiert ein komplexes Rückkoppelsignal (S8) von dem Empfangssignal (S0). Es ergibt sich das reduzierte Empfangssignal (S1). Dieses reduzierte Empfangssignal (S1) wird in nunmehr zwei Synchrondemodulatoren weiterverarbeitet.The filter ( TP ) provided with an output memory, which at the end of each period of the period of the transmission signal ( S5 ) samples the reached filter output value immediately before its output and outputs it until the end of the next period. This latch or this sample & hold circuit is in the 15th , 16 , 20th and 21st not shown for the sake of simplicity, but very useful in order to precisely define the temporal integration limits of the scalar product. This also applies to the additional filter ( TP ' ) and the additional first multiplier ( M1 ' ). For the sake of simplicity, it is assumed here that the additional first multiplier ( M1 ' ) has the same properties as the first multiplier ( M1 ). It is also assumed that the additional filter ( TP ' ) has the same properties as the filter ( TP ). The LED ( PL1 ) converts the transmission signal ( S5 ) back into a modulated excitation radiation ( LB ), which hits the sensor element directly or indirectly as described above. There this reflected excitation radiation excites ( LB ) the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element to emit fluorescence radiation ( FL ) at. The first filter ( F1 ) lets the fluorescence radiation ( FL ) happen while the modulated excitation radiation ( LB ) does not let happen. The fluorescence radiation ( FL ) is correlated, but typically defined out of phase with the excitation radiation ( LB ) modulated. This can now be exploited. The modulated fluorescence radiation ( FL ) after passing through the first filter ( F1 ) from the recipient ( PD1 ) received and converted into a modulated received signal ( S0 ) converted. The recipient may include ( PD1 ) further amplifiers and filters. A first adder ( A1 ) subtracts a complex feedback signal ( S8 ) from the received signal ( S0 ). The result is the reduced received signal ( S1 ). This reduced received signal ( S1 ) is now processed further in two synchronous demodulators.

Erster SynchrondemodulatorFirst synchronous demodulator

Ein erster Multiplizierer (M1) multipliziert das reduzierte Empfangssignal (S1) mit dem Sendesignal (S5) und bildet so das Filtereingangssignal (S3). In dem Tiefpassfilter (TP) wird der Gleichanteil des Filtereingangssignals durchgelassen. Es ergibt sich das Filterausgangssignal (S4) als Ausgangssignal des Tiefpassfilters (TP). Formal bildet der erste Multiplizierer (M1) und der Tiefpass (TP) ein Skalarprodukt des reduzierten Empfangssignals (S1) und des Sendesignals (S5). Der Wert des Filterausgangssignals (S4) gibt dann an, wieviel vom Sendesignal (S5) anteilig im reduzierten Empfangssignal (S1) vorhanden ist. Dieses Filterausgangssignal (S4) kann man mit einem Fourier-Koeffizienten in seiner Funktion vergleichen. Ein zweiter Multiplizierer (M2) multipliziert das Filterausgangssignal (S4) mit dem Sendesignal (S5) und bildet so das Rückkoppelsignal (S6). Ist die Verstärkung des Tiefpasses (TP) sehr groß, so enthält das reduzierte Empfangssignal (S1) typischerweise bis auf einen Regelfehler bei Stabilität keinen Anteil des Sendesignals (S5) mehr. Der Wert des Filterausgangssignals (S4) ist dann ein Maß für die Amplitude der Fluoreszenzstrahlung (FL), die den Empfänger (PD1) erreicht. Dieses Empfängerausgangssignal (S4) wird dann als Sensorausgangssignal (out) über eine der Lead-Frame-Flächen mittels eines Bond-Drahtes ausgegeben.A first multiplier ( M1 ) multiplies the reduced received signal ( S1 ) with the transmission signal ( S5 ) and thus forms the filter input signal ( S3 ). In the low pass filter ( TP ) the DC component of the filter input signal is allowed through. The result is the filter output signal ( S4 ) as an output signal of the low-pass filter ( TP ). Formally, the first multiplier forms ( M1 ) and the low pass ( TP ) a scalar product of the reduced received signal ( S1 ) and the transmission signal ( S5 ). The value of the filter output signal ( S4 ) then indicates how much of the transmission signal ( S5 ) proportionally in the reduced received signal ( S1 ) is available. This filter output signal ( S4 ) can be compared with a Fourier coefficient in its function. A second multiplier ( M2 ) multiplies the filter output signal ( S4 ) with the transmission signal ( S5 ) and thus forms the feedback signal ( S6 ). Is the gain of the low pass ( TP ) very large, the reduced received signal contains ( S1 ) typically no part of the transmit signal apart from a control error in stability ( S5 ) more. The value of the filter output signal ( S4 ) is then a measure of the amplitude of the fluorescence radiation ( FL ) that the recipient ( PD1 ) reached. This receiver output signal ( S4 ) is then used as the sensor output signal ( out ) is output via one of the lead frame surfaces using a bond wire.

Zweiter SynchrondemodulatorSecond synchronous demodulator

Ein zusätzlicher erster Multiplizierer (M1') multipliziert das reduzierte Empfangssignal (S1) mit dem orthogonalen Referenzsignal (S5') und bildet so das zusätzliche Filtereingangssignal (S3'). In dem zusätzlichen Tiefpassfilter (TP') wird der Gleichanteil des zusätzlichen Filtereingangssignals (S3') durchgelassen. Es ergibt sich das zusätzliche Filterausgangssignal (S4') als Ausgangssignal des zusätzlichen Tiefpassfilters (TP'). Formal bildet der zusätzlich erste Multiplizierer (M1') und der zusätzliche Tiefpass (TP') ein Skalarprodukt des reduzierten Empfangssignals (S1) und des orthogonalen Referenzsignals (S5'). Der Wert des zusätzlichen Filterausgangssignals (S4') gibt dann an, wieviel vom orthogonalen Referenzsignal (S5') anteilig im reduzierten Empfangssignal (S1) vorhanden ist. Dieses zusätzliche Filterausgangssignal (S4') kann man mit einem weiteren Fourier-Koeffizienten in seiner Funktion vergleichen. Ein zusätzlicher zweiter Multiplizierer (M2') multipliziert das zusätzliche Filterausgangssignal (S4') mit dem orthogonalen Referenzsignal (S5') und bildet so das zusätzliche Rückkoppelsignal (S6'). Ist die Verstärkung des zusätzlichen Tiefpasses (TP') sehr groß, so enthält das reduzierte Empfangssignal (S1) typischerweise bis auf einen Regelfehler bei Stabilität keinen Anteil des orthogonalen Referenzsignales (S5') mehr. Der Wert des zusätzlichen Filterausgangssignals (S4) ist dann ein Maß für die Amplitude der Fluoreszenzstrahlung (FL), die den Empfänger (PD1) zu Zeiten erreicht, in denen keine Anregungsstrahlung (LB) von der LED (PL1) ausgesendet wird. Dieses zusätzliche Empfängerausgangssignal (S4') wird dann als zusätzliches Sensorausgangssignal (out') über eine der Lead-Frame-Flächen mittels eines Bond-Drahtes ausgegeben. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass bei einer Messung über das zusätzliche Sensorausgangssignal (out') der Filter (F1) (siehe 1 und 4 bis 14 und 17) sowie der entsprechende erste Kleber (GL1) entfallen kann, was die Kosten des Systems weiter signifikant senkt.An additional first multiplier ( M1 ' ) multiplies the reduced received signal ( S1 ) with the orthogonal reference signal ( S5 ' ) and thus forms the additional filter input signal ( S3 ' ). In the additional low pass filter ( TP ' ) the DC component of the additional filter input signal ( S3 ' ) let through. The result is the additional filter output signal ( S4 ' ) as the output signal of the additional low-pass filter ( TP ' ). Formally, the additional first multiplier ( M1 ' ) and the additional low pass ( TP ' ) a scalar product of the reduced received signal ( S1 ) and the orthogonal reference signal ( S5 ' ). The value of the additional filter output signal ( S4 ' ) then indicates how much of the orthogonal reference signal ( S5 ' ) proportionally in the reduced received signal ( S1 ) is available. This additional filter output signal ( S4 ' ) can be compared in its function with another Fourier coefficient. An additional second multiplier ( M2 ' ) multiplies the additional filter output signal ( S4 ' ) with the orthogonal reference signal ( S5 ' ) and thus forms the additional feedback signal ( S6 ' ). Is the gain of the additional low pass ( TP ' ) very large, the reduced received signal contains ( S1 ) typically no part of the orthogonal reference signal except for a control error in stability ( S5 ' ) more. The value of the additional filter output signal ( S4 ) is then a measure of the amplitude of the fluorescence radiation ( FL ) that the recipient ( PD1 ) reached at times when there is no excitation radiation ( LB ) from the LED ( PL1 ) is sent out. This additional receiver output signal ( S4 ' ) is then output as an additional sensor output signal (out ') via one of the lead frame surfaces by means of a bond wire. The advantage of this arrangement is that when measuring via the additional sensor output signal (out ') the filter ( F1 ) (please refer 1 and 4th to 14th and 17th ) as well as the corresponding first adhesive ( GL1 ) can be omitted, which further significantly reduces the costs of the system.

Somit realisiert dieses System dann ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems ist, umfasst. Mittels eines Sendesignals (S5) erfolgt ein moduliertes Aussenden einer modulierten Anregungsstrahlung (LB) insbesondere durch die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB). Ein paramagnetisches Zentrum (NV1) in einem Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements erzeugt eine modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) die von der modulierten Anregungsstrahlung (LB) abhängt. Wie bereits beschrieben handelt es sich bei dem paramagnetischen Zentrum bevorzugt um ein NV-Zentrum in einem Diamanten als Sensorelement. Wie ebenfalls erwähnt, ist die modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) typischerweise gegenüber der modulierten Anregungsstrahlung (LB) zeitlich phasenverschoben. Das paramagnetisches Zentrum (NV1) in dem Material des Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements leuchtet also nach der Anregung durch die modulierte Anregungsstrahlung (LB) nach und gibt auch dann noch modulierte Fluoreszenzstrahlung (FL) ab, wenn keine modulierte Anregungsstrahlung (LB) auf das paramagnetisches Zentrum (NV1) in dem Material des Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements mehr eingestrahlt wird. Dieses Nachleuchten wird durch das zusätzliche Sensorausgangssignal (out') hier repräsentiert. Es erfolgt somit das Empfangen der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) und das Erzeugen eines Empfangssignals (S0). Zur Bestimmmung des Nachleuchtens erfolgt das Bestimmen der Intensität der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrums (NV1) in dem Material des Sensorelements zu Zeiten, wenn das modulierte Aussenden der modulierten Anregungsstrahlung (LB) insbesondere durch die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB) nicht stattfindet. Das entsprechende Maß ist jeweils der Wert des zusätzlichen Sensorausgangssignals (out')This system then implements a method for operating a sensor system and / or quantum technological system, the sensor system and / or quantum technological system having a paramagnetic center ( NV1 ) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system. By means of a transmission signal ( S5 ) there is a modulated emission of a modulated excitation radiation ( LB ) in particular by the source ( PL1 ) for excitation radiation ( LB ). A paramagnetic center ( NV1 ) in a material of a sensor element and / or quantum technological device element generates a modulated fluorescence radiation ( FL ) from the modulated excitation radiation ( LB ) depends. As already described, the paramagnetic center is preferably an NV center in a diamond as a sensor element. As also mentioned, the modulated fluorescence radiation ( FL ) typically compared to the modulated excitation radiation ( LB ) phase shifted in time. The paramagnetic center ( NV1 ) in the material of the sensor element and / or quantum technological device element thus lights up after the excitation by the modulated excitation radiation ( LB ) and then gives off modulated fluorescence radiation ( FL ) if there is no modulated excitation radiation ( LB ) on the paramagnetic center ( NV1 ) is irradiated more in the material of the sensor element and / or quantum technological device element. This afterglow is represented here by the additional sensor output signal (out '). The modulated fluorescence radiation is thus received ( FL ) and generating a received signal ( S0 ). To determine the afterglow, the intensity of the modulated fluorescence radiation is determined ( FL ) of the paramagnetic center ( NV1 ) in the material of the sensor element at times when the modulated emission of the modulated excitation radiation ( LB ) in particular by the source ( PL1 ) for excitation radiation ( LB ) not taking place. The corresponding dimension is the value of the additional sensor output signal (out ')

Ein zweiter Addierer (A2) summiert das Rückkoppelsignal (S6) und das zusätzliche Rückkoppelsignal (S6'9 zum komplexen Rückkoppelsignal (S8) wodurch der Regelkreis geschlossen wird. Die Vorzeichen und die Verstärkung der Filter (TP und TP') werden so gewählt, dass sich Stabilität im Regelkreis einstellt und im Wesentlichen das reduzierte Empfangssignal (S1) keine Komponenten des komplexen Rückkoppelsignals (S8) und des Sendesignals (S5) bis auf Systemrauschen und Regelfehler mehr enthält.A second adder ( A2 ) sums the feedback signal ( S6 ) and the additional feedback signal (S6'9 for the complex feedback signal ( S8 ) whereby the control loop is closed. The sign and the gain of the filters ( TP and TP ' ) are chosen in such a way that stability is established in the control loop and essentially the reduced received signal ( S1 ) no components of the complex Feedback signal ( S8 ) and the transmission signal ( S5 ) contains more except for system noise and control errors.

Figur 22Figure 22

22 zeigt ein System ohne den ersten Filter (F1) und ohne den ersten Kleber (GL1) beispielsweise zum Betrieb mit einem System nach 21. 22nd shows a system without the first filter ( F1 ) and without the first glue ( GL1 ) for example for operation with a system 21st .

Bei dem System der 22 handelt es sich somit um ein Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System, wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologisches System ist, umfasst und wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System eine Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere eine LED (PL1), umfasst. Die von der LED (PL1) zu ersten Zeiten emittierte Anregungsstrahlung (LB) veranlasst das paramagnetisches Zentrum (NV1) zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL). Diese ist phasenverschoben gegenüber der Anregungsstrahlung (LB). Das Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System umfasst daher Mittel (PD1,A1, M1, TP, M2, A2, G, M1', TP', M2'), beispielsweise die der 20, die zu zweiten Zeiten, die von den ersten Zeiten verschieden sind, die Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrum (NV1) erfassen. Beispielsweise kann die Anregungsstrahlung (LB) durch ein PWM-Signal als Sendesignal (S5) mit einem beispielshaften Duty-Cycle von 50% moduliert sein. Das orthoginale Referenzsignal (S5') ist dann beispielsweise ebenfalls bevorzugt ein PWM-Signal mit 50% Duty-Cycle, das bevorzugt um 90° gegenüber dem Sendesignal (S5) phasenverschoben ist, wenn die Pegel des Sendesignals (S5) und des orthogonalen Referenzsignals (S5') symmetrisch um 0 angelegt sind, also beispielsweise zwischen 1 und -1 hin und herspringen. Sind die Pegel mit 1 und 0 angelegt, so ist das orthogonale Referenzsignal (S5') bevorzugt 180° gegen das Sendesignal (S5) verschoben, also gegenüber dem Sendesignal (S5) invertiert. Andere Orthogonalitätskombinationen (z.B. unterschiedliche Frequenzen) sind denkbar. Im Falle der Pegeldefinition mit 0 und 1 ist der Betrieb von LEDs als Sender (PL1) besonders vorteilhaft. Das beispielsweise entsprechend 21 gebildete zusätzlichen Sensorausgangssignals (out') repräsentiert dann einen Wert für die Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrum s(NV1) zu Zeiten, da keine Anregungsstrahlung (LB) ausgesendet wird. Da der zeitliche Verlauf des Nachleuchtens der paramagnetischen Zentren (NV1) bekannt und da damit die Phasenverschiebung vorbestimmt ist ist, hängt dieser Wert, der durch das zusätzliche Sensorausgangssignal (out') repräsentiert wird, dann von der Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrum (NV1) und dmit beispielsweise von dem diese Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrum (NV1) beeinflussenden magnetischen Fluss am Ort des paramagnetischen Zentrums (NV1) ab. Der Vorteil ist, dass auf diese Weise nur noch drei Komponenten in das Gehäuse montiert werden müssen.In the system of 22nd it is thus a sensor system and / or quantum technological system, the sensor system and / or quantum technological system having a paramagnetic center ( NV1 ) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system, and wherein the sensor system and / or quantum technological system has a source ( PL1 ) for excitation radiation ( LB ), especially an LED ( PL1 ), includes. The ones from the LED ( PL1 ) excitation radiation emitted at first ( LB ) causes the paramagnetic center ( NV1 ) to emit fluorescence radiation ( FL ). This is out of phase with the excitation radiation ( LB ). The sensor system and / or quantum technological system therefore includes means ( PD1 , A1 , M1 , TP , M2 , A2 , G , M1 ' , TP ' , M2 ' ), for example the 20th , which at second times, which are different from the first times, the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic center ( NV1 ) to capture. For example, the excitation radiation ( LB ) by a PWM signal as a transmit signal ( S5 ) be modulated with an exemplary duty cycle of 50%. The orthoginal reference signal ( S5 ' ) then, for example, a PWM signal with 50% duty cycle is also preferred, which is preferably 90 ° compared to the transmission signal ( S5 ) is out of phase when the level of the transmitted signal ( S5 ) and the orthogonal reference signal ( S5 ' ) are symmetrical around 0, e.g. jumping back and forth between 1 and -1. If the levels are 1 and 0, the orthogonal reference signal ( S5 ' ) preferably 180 ° against the transmission signal ( S5 ) shifted, i.e. compared to the transmission signal ( S5 ) inverted. Other combinations of orthogonality (eg different frequencies) are conceivable. In the case of the level definition with 0 and 1, the operation of LEDs as transmitters ( PL1 ) particularly advantageous. For example, accordingly 21st The additional sensor output signal (out ') generated then represents a value for the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic center s ( NV1 ) at times when there is no excitation radiation ( LB ) is sent out. Since the time course of the afterglow of the paramagnetic centers ( NV1 ) is known and since the phase shift is predetermined, this value, which is represented by the additional sensor output signal (out '), then depends on the fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic center ( NV1 ) and dmit, for example, from which this fluorescence radiation ( FL ) of the paramagnetic center ( NV1 ) influencing magnetic flux at the location of the paramagnetic center ( NV1 ) from. The advantage is that in this way only three components have to be installed in the housing.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

A1A1
erster Addierer;first adder;
A2A2
zweiter Addierer;second adder;
BA1BA1
erste Barriere;first barrier;
BA2BA2
zweite Barriere;second barrier;
BD1BD1
erster Bonddraht;first bond wire;
BD2BD2
zweiter Bonddraht;second bond wire;
BD3BD3
dritter Bonddraht;third bond wire;
BOBO
Boden des Gehäuses;Bottom of the case;
CAVCAV
Kavität, die von Boden (BO) und umlaufender Wandung (WA) gebildet wird.Cavity emerging from soil ( BO ) and surrounding wall ( WA ) is formed.
DLDL
Deckel;Cover;
EMIEMI
externer Spiegel;external mirror;
F1F1
erster Filter. Der erste Filter ist transparent für das Fluoreszenzlicht (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Bevorzugt handelt es sich dabei um die Fluoreszenzstrahlung eines NV-Zentrums, wobei das Sensorelement bevorzugt ein Nano-Diamant mit Diamant als Material ist;first filter. The first filter is transparent to the fluorescent light ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. This is preferably the fluorescence radiation of an NV center, the sensor element preferably being a nano-diamond with diamond as the material;
FLFL
Fluoreszenzlicht der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Bevorzugt handelt es sich dabei um die Fluoreszenzstrahlung eines NV-Zentrums, wobei das Sensorelement bevorzugt ein Nano-Diamant mit Diamant als Material ist;Fluorescent light of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. This is preferably the fluorescence radiation of an NV center, the sensor element preferably being a nano-diamond with diamond as the material;
GG
Signalgenerator;Signal generator;
GeGe
Befestigungsmittel, mit dem das Sensorelement mit den paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements an dem ersten FilterFixing means with which the sensor element with the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element on the first filter
GL1GL1
(F1) und/oder an der integrierten Schaltung (IC) befestigt ist. Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise transparent für Fluoreszenzlicht der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Das Befestigungsmittel ist bevorzugt transparent für die Fluoreszenzstrahlung (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements. Das Befestigungsmittel ist bevorzugt transparent für die Anregungsstrahlung der LED (PL1). erster Kleber zur Befestigung des Sensorelements am ersten Filter (F1);(F1) and / or on the integrated circuit ( IC ) is attached. The fastening means is preferably transparent to fluorescent light from the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. The fastening means is preferably transparent for the fluorescent radiation ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element. The fastening means is preferably transparent to the Excitation radiation of the LED ( PL1 ). first adhesive to attach the sensor element to the first filter ( F1 );
GL2GL2
zweiter Kleber, der auf die zweite Lead-Frame-Fläche (LF2) aufgetragen wird;second glue stuck to the second lead frame surface ( LF2 ) is applied;
GL3GL3
dritter Kleber, der auf die dritte Lead-Frame-Fläche (LF3) aufgetragen wird;third adhesive that sticks to the third lead frame surface ( LF3 ) is applied;
GL4GL4
vierter Kleber zur Befestigung des Deckels (DL).fourth adhesive to fix the lid ( DL ).
ICIC
integrierte Schaltung;integrated circuit;
L1L1
erste Spule. Die erste Spule ist ein optionales Element, das bevorzugt ein Teil der integrierten Schaltung (IC) ist und ein magnetisches Feld erzeugen kann. Bevorzugt wird die erste Spule von dem integrierten Schaltkreis bestromt.first coil. The first coil is an optional element that is preferably part of the integrated circuit ( IC ) and can generate a magnetic field. The first coil is preferably energized by the integrated circuit.
LBLB
Anregungsstrahlung;Excitation radiation;
LB1aLB1a
Anregungsstrahlung;Excitation radiation;
LB1bLB1b
reflektierte Anregungsstrahlung;reflected excitation radiation;
LED1LED1
erste Test-LED;first test led;
LF1LF1
erste Lead-Frame-Fläche;first lead frame area;
LF2LF2
zweite Lead-Frame-Fläche;second lead frame area;
LF3LF3
dritte Lead-Frame-Fläche;third lead frame area;
LF4LF4
vierte Lead-Frame-Fläche;fourth lead frame area;
LF5LF5
fünfte Lead-Frame-Fläche;fifth lead frame area;
LF6LF6
sechste Lead-Frame-Fläche;sixth lead frame area;
M1M1
erster Multiplizierer;first multiplier;
M1'M1 '
zusätzlicher erster Multiplizierer;additional first multiplier;
M2M2
zweiter Multiplizierer;second multiplier;
M2'M2 '
zusätzlicher zweiter Multiplizierer;additional second multiplier;
NV1NV1
paramagnetisches Zentrum im Material des Sensorelements. Die paramagnetischen Zentren strahlen bei Bestrahlung mit Anregungsstrahlung der LED (PL1) Fluoreszenzlicht (FL) ab. Diese Fluoreszenzstrahlung eines parametrischen Zentrums hängt dabei typischerweise von der magnetischen Flussdichte am Ort des jeweiligen paramagnetischen Zentrums ab. Die Kristallausrichtung des Materials des Sensorelements kann diese Abstrahlung typischerweise und die Abhängigkeit dieser Abstrahlung des Fluoreszenzlichts (FL) vom magnetischen Fluss beeinflussen. Bei dem paramagnetischen Zentrum handelt es sich bevorzugt um ein NV Zentrum. Bei dem Material handelt es sich bevorzugt um Diamant. Bei dem Sensorelement handelt es sich bevorzugt um einen Diamant-Kristall, noch mehr bevorzugt um einen Diamant-Nanokristall.paramagnetic center in the material of the sensor element. The paramagnetic centers radiate when irradiated with excitation radiation from the LED ( PL1 ) Fluorescent light ( FL ) from. This fluorescence radiation from a parametric center typically depends on the magnetic flux density at the location of the respective paramagnetic center. The crystal alignment of the material of the sensor element can typically determine this emission and the dependence of this emission of the fluorescent light ( FL ) from the magnetic flux. The paramagnetic center is preferably an NV center. The material is preferably diamond. The sensor element is preferably a diamond crystal, even more preferably a diamond nanocrystal.
OFOF
Anpassschaltung;Matching circuit;
outout
Sensorausgangssignal;Sensor output signal;
out'out'
zusätzliches Sensorausgangssignal;additional sensor output signal;
PD1PD1
Empfänger. Der Empfänger ist für das Fluoreszenzlicht (FL) der paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements empfindlich. Bevorzugt handelt es sich dabei um die Fluoreszenzstrahlung (FL) eines NV-Zentrums, wobei das Sensorelement bevorzugt ein Nano-Diamant mit Diamant als Material ist. Bevorzugt istReceiver. The receiver is for the fluorescent light ( FL ) of the paramagnetic centers ( NV1 ) sensitive in the material of the sensor element. It is preferably fluorescent radiation ( FL ) an NV center, the sensor element preferably being a nano-diamond with diamond as the material. Is preferred
PL1PL1
der Empfänger ein Teil der integrierten Schaltung (IC). Bevorzugt handelt es sich um eine Fotodiode. Es kann sich beispielsweise um eine APD (avalanche photo diode) oder eine SPAD (single photo avalanche diode) etc. handeln; LED. Die LED kann auch eine Laserdiode oder eine andere geeignete Lichtquelle sein. Die LED strahlt Anregungsstrahlung aus, die die paramagnetischen Zentren (NV1) im Material des Sensorelements zur Abstrahlung von Fluoreszenzlicht (FL) anregt;the receiver part of the integrated circuit ( IC ). It is preferably a photodiode. It can be, for example, an APD (avalanche photo diode) or a SPAD (single photo avalanche diode), etc.; LED. The LED can also be a laser diode or other suitable light source. The LED emits excitation radiation, which the paramagnetic centers ( NV1 ) in the material of the sensor element to emit fluorescent light ( FL ) stimulates;
PLKPLK
Kompensations-LED. Die Kompensations-LED kann auch eine Laserdiode oder eine andere geeignete Lichtquelle sein.;Compensation LED. The compensation LED can also be a laser diode or another suitable light source .;
RERE
Reflektor;Reflector;
S0S0
Empfangssignal;Received signal;
S1S1
reduziertes Empfangssignal;reduced received signal;
S3S3
Filtereingangssignal;Filter input signal;
S3'S3 '
zusätzliches Filtereingangssignal;additional filter input signal;
S4S4
Filterausgangssignal;Filter output signal;
S4'S4 '
zusätzliches Filterausgangssignal;additional filter output signal;
S5S5
Sendesignal;Transmit signal;
S5'S5 '
orthogonales Referenzsignal;orthogonal reference signal;
S6S6
Rückkoppelsignal;Feedback signal;
S6'S6 '
zusätzliches Rückkoppelsignal;additional feedback signal;
S7S7
Kompensationssendesignal;Compensation transmission signal;
S8S8
komplexes Rückkoppelsignal;complex feedback signal;
TPTP
Tiefpassfilter;Low pass filter;
TP'TP '
zusätzlicher Tiefpassfilter;additional low pass filter;
WAWA
umlaufende Wandung des Gehäuses;circumferential wall of the housing;

Liste der zitierten SchriftenList of scriptures cited

  • DE 10 2017 122 365 B3 , DE 10 2017 122 365 B3 ,
  • DE 10 2018 127 394 .0 ; DE 10 2018 127 394 .0 ;
  • DE 10 2019 114 032.3DE 10 2019 114 032.3
  • EP 1490 772 B1 , EP 1490 772 B1 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018127394 [0006, 0058]DE 102018127394 [0006, 0058]
  • EP 1490772 B1 [0021, 0058]EP 1490772 B1 [0021, 0058]
  • DE 102017122365 B3 [0021, 0058]DE 102017122365 B3 [0021, 0058]
  • DE 102019114032 [0031, 0058]DE 102019114032 [0031, 0058]

Claims (31)

Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System - im Folgenden auch nur vereinfacht als Sensorsystem bezeichnet - wobei das Sensorsystem ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems ist, umfasst und wobei das Sensorsystem eine Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere eine LED (PL1), umfasst und wobei die Anregungsstrahlung (LB) das paramagnetisches Zentrum (NV1) zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL) veranlasst und wobei das Gehäuse Mittel (RE) umfasst, die die Anregungsstrahlung (LB) auf das paramagnetische Zentrum (NV1) lenken und so die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere die LED (PL1), mit dem paramagnetischen Zentrum (NV1) koppeln.Housing with a sensor system and / or quantum technology system - also referred to in the following simply as a sensor system wherein the sensor system comprises a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system, and wherein the sensor system comprises a source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular an LED (PL1), and wherein the excitation radiation (LB) causes the paramagnetic center (NV1) to emit fluorescence radiation (FL) and the housing comprising means (RE) which direct the excitation radiation (LB) onto the paramagnetic center (NV1) and thus the source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular the LED (PL1), with the paramagnetic center (NV1) couple. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach Anspruch 1, wobei das Sensorelement und/oder quantentechnologische Vorrichtungselement ein Diamantkristall ist.Housing with a sensor system and / or quantum technology system Claim 1 , wherein the sensor element and / or quantum technology device element is a diamond crystal. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach Anspruch 2, wobei das paramagnetisches Zentrum (NV1) ein NV-Zentrum in dem Diamantkristall ist.Housing with a sensor system and / or quantum technology system Claim 2 wherein the paramagnetic center (NV1) is an NV center in the diamond crystal. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System einen Empfänger (PD1) umfasst, und wobei der Empfänger (PD1) die Anregungsstrahlung (LB) im Wesentlichen nicht empfängt und wobei der Empfänger (PD1) die Fluoreszenzstrahlung (FL) des das paramagnetischen Zentrums (NV1) empfängt.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 1 to 3 wherein the sensor system and / or quantum technology system comprises a receiver (PD1), and wherein the receiver (PD1) essentially does not receive the excitation radiation (LB) and wherein the receiver (PD1) receives the fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) receives. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach Anspruch 4 wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System einen ersten Filter (F1) umfasst, - der Anregungsstrahlung (LB) im Wesentlichen nicht passieren lässt und - der Fluoreszenzstrahlung (FL) des das paramagnetischen Zentrums (NV1) im Wesentlichen passieren lässt und - wobei das erste Filter (F1) mit dem Empfänger (PD1) zusammenwirkt, sodass der Empfänger (PD1) die Anregungsstrahlung (LB) im Wesentlichen nicht empfängt und - wobei das erste Filter (F1) mit dem Empfänger (PD1) zusammenwirkt, sodass der Empfänger (PD1) die Fluoreszenzstrahlung (FL) des das paramagnetischen Zentrums (NV1) empfängt.Housing with a sensor system and / or quantum technology system Claim 4 wherein the sensor system and / or quantum technological system comprises a first filter (F1), - the excitation radiation (LB) essentially does not pass and - the fluorescent radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) can pass and - the first Filter (F1) interacts with the receiver (PD1) so that the receiver (PD1) essentially does not receive the excitation radiation (LB) and - the first filter (F1) interacts with the receiver (PD1) so that the receiver (PD1) receives the fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1). Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System über eine integrierte Schaltung (IC) verfügt undHousing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 1 to 5 wherein the sensor system and / or quantum technology system has an integrated circuit (IC) and Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach Anspruch 6 und Anspruch 4 wobei der Empfänger (PD1) Teil der integrierten Schaltung (IC) ist.Housing with a sensor system and / or quantum technology system Claim 6 and Claim 4 wherein the receiver (PD1) is part of the integrated circuit (IC). Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 7 wobei das Gehäuse über einen ersten Anschluss und über einen zweiten Anschluss und über einen dritten Anschluss verfügt und wobei der erste Anschluss der Anschluss der Versorgungsspannung (Vdd) ist und wobei der zweite Anschluss der Anschluss des Bezugspotenzials (GND) ist und wobei der dritte Anschluss eine Ausganbeleitung (out) ist die ggf. zeitweise eine Eingabeleitung sein kann.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 6 to 7th wherein the housing has a first connection and a second connection and a third connection and wherein the first connection is the connection of the supply voltage (Vdd) and wherein the second connection is the connection of the reference potential (GND) and wherein the third connection is a The output line (out) can be an input line at times. Gehäuse nach Anspruch 8 Wobei der dritte Anschluss der Anschluss einer bidirektionalen Eindrahtdatenbusleitung ist.Housing after Claim 8 The third connection is the connection of a bidirectional single-wire data bus line. Gehäuse nach Anspruch 9 wobei das Gehäuse über einen vierten Anschluss verfügt, der der Anschluss einer Weiterleitung des Eindrahtdatenbusses ist und wobei die integrierte Schaltung (IC) dazu vorgesehen und geeignet ist, an einem Verfahren zur automatischen Vergabe von Busknotenadressen an die Busteilnehmer eines Datenbusses mit mehreren Busteilnehmern und einem Busmaster, der die Busknotenadressen vergibt, teilzunehmen. Housing after Claim 9 The housing has a fourth connection, which is the connection for forwarding the single-wire data bus and the integrated circuit (IC) is provided and suitable for a method for the automatic assignment of bus node addresses to the bus users of a data bus with several bus users and a bus master who assigns the bus node addresses to participate. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10 wobei die integrierte Schaltung (IC) dazu vorgesehen und geeignet ist, an einem Verfahren zur automatischen Vergabe von Busknotenadressen an die Busteilnehmer eines Datenbusses mit mehreren Busteilnehmern und einem Busmaster, der die Busknotenadressen vergibt, teilzunehmen.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 6 to 10 wherein the integrated circuit (IC) is provided and suitable to participate in a method for the automatic assignment of bus node addresses to the bus subscribers of a data bus with several bus subscribers and a bus master that assigns the bus node addresses. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11 wobei die integrierte Schaltung (IC) einen Signalgenerator (G) und einen Synchrondemodulator (M1, TP) aufweist.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 6 to 11 wherein the integrated circuit (IC) has a signal generator (G) and a synchronous demodulator (M1, TP). Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 wobei das Gehäuse Lead-Frame-Flächen (LF1 bis LF6) aufweist und wobei eine Lead-Frame-Fläche der Lead-Frame-Flächen (LF1 bis LF6) aus einem im Wesentlichen nicht magnetisierbaren, insbesondere nicht ferromagnetischen, Material besteht.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 1 to 12th wherein the housing has lead frame surfaces (LF1 to LF6) and wherein a lead frame surface of the lead frame surfaces (LF1 to LF6) consists of a substantially non-magnetizable, in particular non-ferromagnetic, material. Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 mit einer Kompensations-LED (PLK), wobei das Gehäuse eine erste Barriere (BA1) aufweist, die verhindert, dass die Kompensations-LED (PLK) das paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements in Wesentlicher Weise bestrahlt und wobei diese erste Barriere (BA1) auch ein Filter sein kann, der nicht transparent für die Kompensationsstrahlung der Kompensations-LED (PLK) ist.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 1 to 13 with a compensation LED (PLK), the housing having a first barrier (BA1) which prevents the compensation LED (PLK) from substantially irradiating the paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element and wherein this first barrier (BA1) can also be a filter which is not transparent for the compensation radiation of the compensation LED (PLK). Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 wobei das Gehäuse eine zweite Barriere (BA2) aufweist, die verhindert, dass die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere die LED (PL1), in wesentlicher Weise den Empfänger (PD1) bestrahlt und wobei diese zweite Barriere (BA2) auch ein Filter sein kann, der nicht transparent für die Anregungsstrahlung (LB) der Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere die Anregungsstrahlung (LB) der LED (PL1), ist.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 1 to 14th the housing having a second barrier (BA2) which prevents the source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular the LED (PL1), from substantially irradiating the receiver (PD1), and this second barrier (BA2) can also be a filter that is not transparent to the excitation radiation (LB) of the source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular the excitation radiation (LB) of the LED (PL1). Gehäuse mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 wobei es sich bei dem Mittel (RE), das die Anregungsstrahlung (LB) auf das paramagnetische Zentrum (NV1) lenkt - um eine reflektierende Fläche und/oder - um eine gekrümmte reflektierende Fläche und/oder - um einen photonischen Kristall und/oder - um einen Strahlteiler und/oder - um einen Lichtwellenleiter und/oder - um ein Gitter und/oder - um eine metallisierte Fläche und/oder - um einen dielektrischen Spiegel und/oder - um ein anderes optisches Funktionselement handelt.Housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more of the Claims 1 to 15th whereby the means (RE) which directs the excitation radiation (LB) onto the paramagnetic center (NV1) is - a reflective surface and / or - a curved reflective surface and / or - a photonic crystal and / or - a beam splitter and / or - an optical waveguide and / or - a grating and / or - a metallized surface and / or - a dielectric mirror and / or - another optical functional element. Integrierte Schaltung (IC) zur Verwendung mit einem paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements mit einem Treiber zum Betreiben einer Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB); mit einem Empfänger (PD1), - zur selektiven Detektion von Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrums (NV1), - wobei der Empfänger (PD1), dazu vorgesehen ist, im Sinne der besagten Selektivität die Anregungsstrahlung (LB) im Wesentlichen nicht zu detektieren, und mit einem Auswerteschaltkreis (M1, TP, M2, G) zur Erzeugung eines Ausgangssignals (out), das von der Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrums (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements abhängt.Integrated circuit (IC) for use with a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element with a driver for operating a source (PL1) for excitation radiation (LB); with a receiver (PD1), - for the selective detection of fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1), - wherein the receiver (PD1) is provided to essentially not detect the excitation radiation (LB) in the sense of said selectivity, and with an evaluation circuit (M1, TP, M2, G) for generating an output signal (out) that depends on the fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element. integrierte Schaltung nach Anspruch 17 wobei das Sensorelement und/oder quantentechnologische Vorrichtungselement ein Diamantkristall ist. integrated circuit according to Claim 17 wherein the sensor element and / or quantum technology device element is a diamond crystal. integrierte Schaltung nach Anspruch 18 wobei das paramagnetisches Zentrum (NV1) ein NV-Zentrum in dem Diamantkristall ist.integrated circuit according to Claim 18 wherein the paramagnetic center (NV1) is an NV center in the diamond crystal. Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen System umfassend die Schritte Bereitstellen (1) eines Open-Cavity-Gehäuses mit Anschlüssen und Einbringen (2) einer Quelle für Anregungsstrahlung (PL1) und Einbringen (3) einer integrierten Schaltung (IC) mit einem Empfänger (PD1) und Elektrisches Verbinden (4) von integrierter Schaltung und Anschlüssen und Quelle für Anregungsstrahlung (PL1) und Einbringen (5) eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements mit einem paramagnetischen Zentrum (NV1) im Material des Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements und Befestigen (6) des Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements mittels eines Befestigungsmittels (Ge) und Herstellen (7) eines Mittels zur Lenkung der Anregungs- und/oder Fluoreszenzstrahlung und Verschließen (8) des Gehäuses mit einem Deckel, wobei Quelle für Anregungsstrahlung (PL1) dazu vorgesehen ist, eine Anregungsstrahlung (LB) zu emittieren und wobei das paramagnetische Zentrum (NV1) im Material des Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements bei Bestrahlung mit dieser Anregungsstrahlung (LB) eine Fluoreszenzstrahlung (FL) emittiert und wobei das Befestigungsmittel (Ge) im Wesentlichen für die Anregungsstrahlung und für die Fluoreszenzstrahlung (FL) transparent ist;A method for producing a sensor system and / or a quantum technological system comprising the steps Providing (1) an open cavity housing with connectors and Introducing (2) a source for excitation radiation (PL1) and Introducing (3) an integrated circuit (IC) with a receiver (PD1) and Electrical connection (4) of integrated circuit and connections and source for excitation radiation (PL1) and Introducing (5) a sensor element and / or quantum technological device element with a paramagnetic center (NV1) in the material of the sensor element and / or quantum technological device element and Fastening (6) the sensor element and / or quantum technological device element by means of a fastening means (Ge) and Producing (7) a means for directing the excitation and / or fluorescence radiation and closing (8) the housing with a cover, wherein the source for excitation radiation (PL1) is provided to emit an excitation radiation (LB) and wherein the paramagnetic center (NV1) in the material of the sensor element and / or quantum technological device element emits fluorescent radiation (FL) when irradiated with this excitation radiation (LB) and wherein the fastening means (Ge) is essentially transparent for the excitation radiation and for the fluorescent radiation (FL); Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Sensorelement und/oder das quantentechnologische Vorrichtungselement ein Diamantkristall ist.Procedure according to Claim 20 , wherein the sensor element and / or the quantum technology device element is a diamond crystal. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das paramagnetisches Zentrum (NV1) ein NV-Zentrum in dem Diamantkristall ist.Procedure according to Claim 21 wherein the paramagnetic center (NV1) is an NV center in the diamond crystal. Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren Ansprüchen der Ansprüche 1 bis 13 mit den Schritten Bestrahlen des offenen Gehäuses mit Anregungsstrahlung; Vermessung (9) der durch das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System des Gehäuses emittierten Fluoreszenzstrahlung (FL); Bewerten (10) der gemessenen Fluoreszenzstrahlung (FL) durch Vergleich (10) des Messwerts der Fluoreszenzstrahlung (FL) mit einem Schwellwert.Method for testing a housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more claims of Claims 1 to 13 with the steps of irradiating the open housing with excitation radiation; Measurement (9) of the fluorescence radiation (FL) emitted by the sensor system and / or the quantum technology system of the housing; Assess (10) the measured fluorescence radiation (FL) by comparing (10) the measured value of the fluorescence radiation (FL) with a threshold value. Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren Ansprüchen der Ansprüche 1 bis 13 mit den Schritten Betreiben Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (FL); Vermessung (9) der durch das Gehäuse emittierten Anregungsstrahlung (LB); Bewerten (10) der gemessenen Anregungsstrahlung (LB) durch Vergleich (10) des Messwerts der Anregungsstrahlung (LB) mit einem Schwellwert.Method for testing a housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more claims of Claims 1 to 13 with the steps operating source (PL1) for excitation radiation (FL); Measurement (9) of the excitation radiation (LB) emitted by the housing; Assess (10) the measured excitation radiation (LB) by comparing (10) the measured value of the excitation radiation (LB) with a threshold value. Verfahren zum Test eines Gehäuses mit einem Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System nach einem oder mehreren Ansprüchen der Ansprüche 1 bis 13 mit den Schritten Betreiben Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB); Vermessung (9) der durch das Gehäuse emittierten Fluoreszenzstrahlung (FL); Bewerten (10) der gemessenen Fluoreszenzstrahlung (FL) durch Vergleich (10) des Messwerts der Fluoreszenzstrahlung (FL) mit einem Schwellwert.Method for testing a housing with a sensor system and / or quantum technology system according to one or more claims of Claims 1 to 13 with the steps operating source (PL1) for excitation radiation (LB); Measurement (9) of the fluorescence radiation (FL) emitted by the housing; Assess (10) the measured fluorescence radiation (FL) by comparing (10) the measured value of the fluorescence radiation (FL) with a threshold value. Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems ist, umfasst, umfassend die Schritte Mittels eines Sendesignals (S5) moduliertes Aussenden einer modulierten Anregungsstrahlung (LB) insbesondere durch die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB); Erzeugen einer modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) mittels eines paramagnetischen Zentrums (NV1) in einem Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, die von der modulierten Anregungsstrahlung (LB) abhängt; Empfangen der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) und Erzeugen eines Empfangssignals (S0); Korrelation des Empfangssignals (S0) mit dem Sendesignal (S5), insbesondere unter Zuhilfenahme eines Synchrondemodulators, und Bildung eines Ausgangssignals (out), wobei das Ausgangssignal (out) von der Intensität der Korrelation der Modulation der Fluoreszenzstrahlung (FL) mit dem Sendesignal (S5) abhängt;Method for operating a sensor system and / or quantum technology system wherein the sensor system and / or quantum technology system is a paramagnetic Center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system, includes, comprehensive the steps Emission of a modulated excitation radiation (LB), modulated by means of a transmission signal (S5), in particular by the source (PL1) for excitation radiation (LB); Generating a modulated fluorescence radiation (FL) by means of a paramagnetic center (NV1) in a material of a sensor element and / or quantum technological device element, which depends on the modulated excitation radiation (LB); Receiving the modulated fluorescence radiation (FL) and generating a received signal (S0); Correlation of the received signal (S0) with the transmission signal (S5), in particular with the aid of a synchronous demodulator, and formation of an output signal (out), the output signal (out) depending on the intensity of the correlation of the modulation of the fluorescence radiation (FL) with the transmission signal (S5 ) depends; Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen System nach Anspruch 26 wobei die Korrelation erfolgt mit den Schritten Subtraktion eines Rückkoppelsignals (S6) vom Empfangssignal (S0) zum reduzierten Empfangssignal (S1); Multiplikation des reduzierten Empfangssignals (S1) mit dem Sendesignal (S5) zum Filtereingangssignal (S3); Filtern des Filtereingangssignals (S3) mit einem Filter (TP) zum Filterausgangssignal (S4); Multiplikation des Filterausgangssignals (S4) mit dem Sendesignal zum Rückkoppelsignal (S6); Verwendung des Filterausgangssignals (S4) zur Bildung des Ausgangssignals (out), wobei das Ausgangssignal (out)im Sinne dieses Merkmals gleich dem Filterausgangssignal (S4) sein kann.Method for operating a sensor system and / or quantum technology system according to Claim 26 the correlation taking place with the steps of subtracting a feedback signal (S6) from the received signal (S0) to the reduced received signal (S1); Multiplication of the reduced received signal (S1) by the transmitted signal (S5) to form the filter input signal (S3); Filtering the filter input signal (S3) with a filter (TP) to form the filter output signal (S4); Multiplication of the filter output signal (S4) by the transmission signal to form the feedback signal (S6); Use of the filter output signal (S4) to form the output signal (out), wherein the output signal (out) for the purposes of this feature can be the same as the filter output signal (S4). Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen System nach Anspruch 26 wobei die Korrelation erfolgt mit den Schritten Multiplikation des Empfangssignals (S0) mit dem Sendesignal (S5) zum Filtereingangssignal (S3); Filtern des Filtereingangssignals (S3) mit einem Filter (TP) zum Filterausgangssignal (S4), wobei das Filterausgangssignal mit einem Faktor -1 multipliziert ist; Multiplikation des Filterausgangssignals (S4) mit dem Sendesignal zum Rückkoppelsignal (S6); Ansteuern einer Kompensations-LED (PLK) mit dem Rückkoppelsignal (S6); Aussenden einer Kompensationsstrahlung durch die Kompensations-LED (PLK) in Abhängigkeit von dem Rückkoppelsignal (S6); Einstrahlen von Kompensationsstrahlung in den Empfänger (PD1); Überlagerndes Empfangen der Fluoreszenzstrahlung (FL) und der Kompensationsstrahlung im Empfänger (PD1); Verwendung des Filterausgangssignals (S4) zur Bildung des Ausgangssignals (out), wobei das Ausgangssignal (out)im Sinne dieses Merkmals gleich dem Filterausgangssignal (S4) sein kann.Method for operating a sensor system and / or quantum technology system according to Claim 26 the correlation being carried out with the steps of multiplying the received signal (S0) with the transmitted signal (S5) to form the filter input signal (S3); Filtering the filter input signal (S3) with a filter (TP) to form the filter output signal (S4), the filter output signal being multiplied by a factor of -1; Multiplication of the filter output signal (S4) by the transmission signal to form the feedback signal (S6); Driving a compensation LED (PLK) with the feedback signal (S6); Emission of a compensation radiation by the compensation LED (PLK) as a function of the feedback signal (S6); Radiation of compensation radiation into the receiver (PD1); Superimposing reception of the fluorescence radiation (FL) and the compensation radiation in the receiver (PD1); Use of the filter output signal (S4) to form the output signal (out), wherein the output signal (out) for the purposes of this feature can be the same as the filter output signal (S4). Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems ist, umfasst, umfassend die Schritte Mittels eines Kompensationssendesignals (S7) moduliertes Aussenden einer modulierten Kompensationsstrahlung (KS); Erzeugen einer modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) mittels eines paramagnetischen Zentrums (NV1) in einem Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, die von einer modulierten Anregungsstrahlung (LB) abhängt; Überlagerndes Empfangen der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) und der Kompensationsstrahlung (KS) und Erzeugen eines Empfangssignals (S0); Korrelation des Empfangssignals (S0) mit dem Kompensationssendesignal (S7), insbesondere unter Zuhilfenahme eines Synchrondemodulators, und Bildung eines Ausgangssignals (out), Erzeugen eines mit dem Kompensationssendesignals (S7) modulierten Sendesignals (S5) mit Hilfe des Ausgangssignals (out), wobei das Ausgangssignal (out) von der Intensität der Korrelation der Modulation der Fluoreszenzstrahlung (FL) mit dem Kompensationssendesignal (S8) abhängt; wobei die Korrelation erfolgt mit den Schritten Multiplikation des Empfangssignals (S0) mit dem Kompensationssendesignal (S7) zum Filtereingangssignal (S3); Filtern des Filtereingangssignals (S3) mit einem Filter (TP) zum Filterausgangssignal (S4), wobei das Filterausgangssignal mit einem Faktor -1 multipliziert ist; Multiplikation des Filterausgangssignals (S4) mit dem Kompensationssendesignal (S7) zum Sendevorsignal (S8); Bilden des Sendesignals (S5) aus dem Sendevorsignal (S8); Ansteuern eines Senders (PL1) mit dem Sendesignal (S5); Aussenden einer Anregungsstrahlung (LB) durch die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere durch eine LED (PL1), in Abhängigkeit von dem Sendesignal (S5); Verwendung des Filterausgangssignals (S4) zur Bildung des Ausgangssignals (out), wobei das Ausgangssignal (out)im Sinne dieses Merkmals gleich dem Filterausgangssignal (S4) sein kann.Method for operating a sensor system and / or quantum technology system wherein the sensor system and / or quantum technological system comprises a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system, comprehensive the steps By means of a compensation transmission signal (S7), modulated emission of a modulated compensation radiation (KS); Generating a modulated fluorescence radiation (FL) by means of a paramagnetic center (NV1) in a material of a sensor element and / or quantum technological device element, which depends on a modulated excitation radiation (LB); Superimposing reception of the modulated fluorescence radiation (FL) and the compensation radiation (KS) and generating a received signal (S0); Correlation of the received signal (S0) with the compensation transmission signal (S7), in particular with the aid of a synchronous demodulator, and formation of an output signal (out), Generating a transmission signal (S5) modulated with the compensation transmission signal (S7) with the aid of the output signal (out), wherein the output signal (out) depends on the intensity of the correlation of the modulation of the fluorescence radiation (FL) with the compensation transmission signal (S8); where the correlation takes place with the steps Multiplication of the received signal (S0) by the compensation transmission signal (S7) to form the filter input signal (S3); Filtering the filter input signal (S3) with a filter (TP) to form the filter output signal (S4), the filter output signal being multiplied by a factor of -1; Multiplication of the filter output signal (S4) by the compensation transmission signal (S7) to form the transmission pre-signal (S8); Forming the transmission signal (S5) from the transmission pre-signal (S8); Controlling a transmitter (PL1) with the transmission signal (S5); Emitting excitation radiation (LB) by the source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular by an LED (PL1), as a function of the transmission signal (S5); Use of the filter output signal (S4) to form the output signal (out), wherein the output signal (out) for the purposes of this feature can be the same as the filter output signal (S4). Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologischen System ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologischen Systems ist, umfasst, umfassend die Schritte Mittels eines Sendesignals (S5) moduliertes Aussenden einer modulierten Anregungsstrahlung (LB) insbesondere durch die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB); Erzeugen einer modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) mittels eines paramagnetischen Zentrums (NV1) in einem Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, die von der modulierten Anregungsstrahlung (LB) abhängt; Empfangen der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) und Erzeugen eines Empfangssignals (S0); Bestimmen der Intensität der modulierten Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrums (NV1) in dem Material des Sensorelements zu Zeiten, wenn das modulierte Aussenden der modulierten Anregungsstrahlung (LB) insbesondere durch die Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB) nicht stattfindet;Method for operating a sensor system and / or quantum technology system wherein the sensor system and / or quantum technological system comprises a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element that is part of the sensor system and / or quantum technological system, comprehensive the steps Emission of a modulated excitation radiation (LB), modulated by means of a transmission signal (S5), in particular by the source (PL1) for excitation radiation (LB); Generating a modulated fluorescence radiation (FL) by means of a paramagnetic center (NV1) in a material of a sensor element and / or quantum technological device element, which depends on the modulated excitation radiation (LB); Receiving the modulated fluorescence radiation (FL) and generating a received signal (S0); Determining the intensity of the modulated fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) in the material of the sensor element at times when the modulated emission of the modulated excitation radiation (LB) in particular by the source (PL1) for excitation radiation (LB) does not take place; Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System ein paramagnetisches Zentrum (NV1) im Material eines Sensorelements und/oder quantentechnologischen Vorrichtungselements, das Teil des Sensorsystems und/oder quantentechnologisches System ist, umfasst und wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System eine Quelle (PL1) für Anregungsstrahlung (LB), insbesondere eine LED (PL1), umfasst und wobei die Anregungsstrahlung (LB) zu ersten Zeiten das paramagnetisches Zentrum (NV1) zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung (FL) veranlasst und wobei das Sensorsystem und/oder quantentechnologisches System Mittel (PD1,A1, M1, TP, M2, A2, G, M1', TP', M2') umfasst, die zu zweiten Zeiten, die von den ersten Zeiten verschieden sind, die Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrum (NV1) erfassen und insbesondere einen Wert insbesondere mittels eines zusätzlichen Sensorausgangssignals (out') ausgibt, der von der Fluoreszenzstrahlung (FL) des paramagnetischen Zentrum (NV1) zu diesen zweiten Zeiten abhängt.Sensor system and / or quantum technology system wherein the sensor system and / or quantum technological system comprises a paramagnetic center (NV1) in the material of a sensor element and / or quantum technological device element which is part of the sensor system and / or quantum technological system, and wherein the sensor system and / or quantum technology system comprises a source (PL1) for excitation radiation (LB), in particular an LED (PL1), and wherein the excitation radiation (LB) initially causes the paramagnetic center (NV1) to emit fluorescent radiation (FL) and wherein the sensor system and / or quantum technological system means (PD1, A1, M1, TP, M2, A2, G, M1 ', TP', M2 ') which at second times, which are different from the first times, the fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) and in particular outputs a value, in particular by means of an additional sensor output signal (out '), which depends on the fluorescence radiation (FL) of the paramagnetic center (NV1) at these second times.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021089091A1 (en) 2019-11-07 2021-05-14 Elmos Semiconductor Se Method and devices for measuring the magnetic flux density and other parameters by means of a plurality of nv centres, and applications thereof
DE102021101570A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Energy supply device with NV center based current sensor
DE102020007977B4 (en) 2019-10-28 2021-11-18 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) NV centers based quantum computers with a control device for processing binary codes which correspond to sub-methods for manipulating the quantum dots or nuclear quantum dots
DE102022112269A1 (en) 2021-05-18 2022-11-24 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) Quantum computing stack for an NV center based quantum computer and PQC communication of quantum computers
DE202023100401U1 (en) 2022-03-08 2023-02-14 Quantum Technologies Gmbh Deployable quantum computer with means to enable deployment
DE202023101056U1 (en) 2022-03-08 2023-03-21 Quantum Technologies Gmbh Diamond chip for a mobile NV center quantum computer with a cryostat
DE202023100801U1 (en) 2022-03-08 2023-03-29 Quantum Technologies Gmbh Rotating quantum computer based on NV centers for mobile applications
DE102022105464A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated deployable quantum computer system
DE102022004989A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated, deployable quantum computer system with protection against transient disruptions in the energy supply
DE102023122657A1 (en) 2022-08-24 2024-02-29 Quantum Technologies Gmbh Improved optical fiber with a self-aligning sensor element with NV centers and a small measuring volume and method for producing this optical fiber and its applications
WO2024041703A1 (en) 2022-08-24 2024-02-29 Quantum Technologies Gmbh Improved optical waveguide comprising a self-adjusting sensor element having nv centres and a small measuring volume, method for manufacturing said optical waveguide, and applications thereof
DE102023122667A1 (en) 2022-08-24 2024-02-29 Quantum Technologies Gmbh Method for producing a sensor head
DE102022131305A1 (en) 2022-09-06 2024-03-07 Quantum Technologies Gmbh Sensor head for highly spatially resolved, purely optical and cable-free measurement of magnetic material properties on the surface of a workpiece
US11988619B2 (en) 2019-07-25 2024-05-21 Quantum Technologies Gmbh NV-center-based microwave-free quantum sensor and uses and characteristics thereof
DE102024103202A1 (en) 2023-02-06 2024-08-08 Quantum Technologies Gmbh Database-controlled gate control of a quantum computer based on NV centers and strongly and weakly coupled nuclear spins of neighboring atomic nuclei

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015015390A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Elmos Semiconductor Ag Simple gesture recognition device
US20180203080A1 (en) * 2015-07-10 2018-07-19 Stc.Unm Magnetic resonance spectrometer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180203080A1 (en) * 2015-07-10 2018-07-19 Stc.Unm Magnetic resonance spectrometer
DE102015015390A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Elmos Semiconductor Ag Simple gesture recognition device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WICKENBROCK, Arne, et al. Microwave-free magnetometry with nitrogen-vacancy centers in diamond. Applied Physics Letters, 2016, 109. Jg., Nr. 5, S. 053505 *

Cited By (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11988619B2 (en) 2019-07-25 2024-05-21 Quantum Technologies Gmbh NV-center-based microwave-free quantum sensor and uses and characteristics thereof
DE102020007977B4 (en) 2019-10-28 2021-11-18 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) NV centers based quantum computers with a control device for processing binary codes which correspond to sub-methods for manipulating the quantum dots or nuclear quantum dots
DE202020005770U1 (en) 2019-10-28 2022-05-18 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) Quantum network for a scalable quantum computer based on impurity centers
DE102020008157B3 (en) 2019-10-28 2022-11-17 Quantum Technologies Gmbh Underside irradiatable quantum network for a defect center based, scalable quantum computer
DE202020005922U1 (en) 2019-10-28 2023-05-02 Quantum Technologies Gmbh NV centers based quantum computer with a controller and electron-electron coupling between quantum dots
DE202020005957U1 (en) 2019-10-28 2023-09-25 Quantum Technologies Gmbh Scalable quantum computer based on impurity centers in an O-doped environment
DE202020005921U1 (en) 2019-10-28 2023-07-24 Quantum Technologies Gmbh Scalable quantum computer based on a central control device via a data bus controllable impurity centers
DE202020005933U1 (en) 2019-10-28 2023-06-30 Quantum Technologies Gmbh Quantum computer based on NV centers with a control device
WO2021089091A1 (en) 2019-11-07 2021-05-14 Elmos Semiconductor Se Method and devices for measuring the magnetic flux density and other parameters by means of a plurality of nv centres, and applications thereof
DE202020005900U1 (en) 2019-11-07 2023-04-13 Elmos Semiconductor Se NV center controlled vehicle
EP4310458A2 (en) 2019-11-07 2024-01-24 Elmos Semiconductor SE Method and devices for measuring the magnetic flux density and other parameters by means of a plurality of nv centres, and applications thereof
DE102021101583A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Recipients with NV centers
DE102021101575A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Process for the production of an optical system with NV centers by means of optically transparent film structures
DE102021101573A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Process for the production of an optical system with NV centers by means of glass frit structures
DE102021101580A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Sensor element with spatial density modulation of the NV center density
DE102021101566A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se NV center based, microwave-free and galvanically isolated magnetometer with quantum point measurement over a sensor element surface
DE102021101578A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Use of an optical device with NV centers in an area of ionizing radiation
DE102021101567A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se NV center based, microwave-free and galvanically isolated magnetometer with HD NV diamonds
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DE102021101577A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Optical system with NV centers and optically transparent film structures
DE102021101579A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Direct contact sensor system with NV centers for measurements on abrasive fluids
DE102021101568A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se NV center based, microwave-free and galvanically isolated sensor module
DE102021101571A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Power monitoring device with NV center based current sensors
DE102021101581A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Vehicle with a sensor element with NV centers
WO2021151429A2 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Nv center-based microwave-free galvanically isolated magnetometer
DE102021101582A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Quantum system with NV centers with temporally asymmetrical pump intensity
US12092709B2 (en) 2020-01-30 2024-09-17 Elmos Semiconductor Se NV center-based microwave-free galvanically isolated magnetometer
DE102021101570A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Energy supply device with NV center based current sensor
DE102021101569A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se NV center based current sensor
DE102021101572A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Quantum optical system with NV centers and transparent circuit carriers
DE102021101576A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Elmos Semiconductor Se Process for the production of an optical system with NV centers by means of laminated optically transparent film structures
DE102022112269A1 (en) 2021-05-18 2022-11-24 Quantum Technologies UG (haftungsbeschränkt) Quantum computing stack for an NV center based quantum computer and PQC communication of quantum computers
DE202023100801U1 (en) 2022-03-08 2023-03-29 Quantum Technologies Gmbh Rotating quantum computer based on NV centers for mobile applications
DE202023100548U1 (en) 2022-03-08 2023-04-04 Quantum Technologies Gmbh Gate control of a quantum computer is based on NV centers and nuclear spins of neighboring nuclei
DE102023102766A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Gate control of a quantum computer is based on NV centers and nuclear spins of neighboring atomic nuclei
DE102022105464A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated deployable quantum computer system
DE102022112677A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Vehicle with a deployable quantum computer and associated deployable quantum computer system
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DE102023104158A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Rotatably mounted quantum computer based on NV centers for mobile applications
DE102023105496A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Diamond chip for a mobile NV center quantum computer with a cryostat
DE102023100265A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Quantum Technologies Gmbh Mobile quantum computer system executing quantum algorithms to increase sensor performance and accelerate sensor data processing
DE202023100401U1 (en) 2022-03-08 2023-02-14 Quantum Technologies Gmbh Deployable quantum computer with means to enable deployment
DE202023101056U1 (en) 2022-03-08 2023-03-21 Quantum Technologies Gmbh Diamond chip for a mobile NV center quantum computer with a cryostat
DE102023122667A1 (en) 2022-08-24 2024-02-29 Quantum Technologies Gmbh Method for producing a sensor head
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DE102024103202A1 (en) 2023-02-06 2024-08-08 Quantum Technologies Gmbh Database-controlled gate control of a quantum computer based on NV centers and strongly and weakly coupled nuclear spins of neighboring atomic nuclei

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