通过多个NV中心测量磁通量密度和其它参数的方法和装置及其应用
发布时间：2026-03-05 19:29:40 人气：8
通过多个NV中心测量磁通量密度和其它参数的方法和装置及其应用
专利类型：
发明授权
申请(专利)号：
CN202080092118.5
申请日：
2020-11-06
授权公告号：
CN115244364B
授权公告日：
2026-01-16
申请人：
艾尔默斯半导体欧洲股份公司; 量子技术UG(极限)公司
地址：
德国多特蒙德
发明人：
专辑：
工程科技Ⅱ辑
专题：
仪器仪表工业
主分类号：
G01D5/26
分类号：
G01D5/26;G01D21/00;G01D5/14;G01D5/245;G01R33/032;G01N24/00
国省代码：
DE0NWDTD
页数：
174
代理机构：
北京信慧永光知识产权代理有限责任公司
代理人：
姚鹏;陈桂香
优先权：
2019-11-07 DE 102019130114.9
国际申请：
2020-11-06 PCT/DE2020/100953
国际公布：
2021-05-14 WO2021/089091 DE
进入国家日期：
2022-07-07
主权项：
1.一种传感器系统(NVMS),其具有：-具有多个顺磁中心(NV1)的量子点,并且-其中,所述多个顺磁中心(NV1)中的两个以上的顺磁中心(NV1)相互耦合；以及-控制/评估装置(AWV)；-其中,所述控制/评估装置(AWV)包括第一泵浦辐射源(PL1),并且-其中,所述控制/评估装置(AWV)包括第一辐射接收器(PD1),并且-其中,所述控制/评估装置(AWV)至少暂时地通过所述第一泵浦辐射源(PL1)用泵浦辐射(LB)照射所述量子点,并且-其中,所述第一泵浦辐射源(PL1)的所述泵浦辐射(LB)取决于所述控制/评估装置(AWV)的传输信号(S5),并且-其中,所述量子点在被所述泵浦辐射(LB)照射时发射荧光辐射(FL),并且-其中,所述荧光辐射(FL)取决于所述量子点的位置处的磁通量密度(B)和/或不同于所述磁通量密度的物理参数,并且-其中,所述控制/评估装置(AWV)根据所述荧光辐射(FL)产生具有表示测量值的信号分量的第一输出信号(out),并且-其中,所述测量值取决于所述磁通量密度(B)和/或不同于所述磁通量密度的所述物理参数的值,-其特征在于,-所述控制/评估装置(AWV)通过作为一个或多个补偿线圈(LC)的形式的子装置来重新调节所述量子点对于所述磁通量密度(B)和/或不同于所述磁通量密度的所述物理参数的灵敏度,并且-所述控制/评估装置(AWV)通过所述子装置根据所述控制/评估装置(AWV)的第一输出信号(out)重新调节所述量子点的所述灵敏度,并且-第二乘法器(M2)将所述第一输出信号(out)与所述传输信号(S5)相乘,并因而将所述第一辐射接收器(PD1)的接收器输出信号(S0)中的所述传输信号(S5)的放大分量重构为反馈信号(S6),并且-减法器(A1)从所述接收器输出信号(S0)中减去所述反馈信号(S6),从而形成减小的接收器输出信号(S1),并且-第一乘法器(M1)将所述减小的接收器输出信号(S1)与所述传输信号(S5)相乘,并且产生滤波器输入信号(S3),并且-滤波器(TP)将所述滤波器输入信号(S3)滤波为所述第一输出信号(out),并且-控制器(RG)从所述第一输出信号(out)中推导出操作点控制信号(S9),并且-所述控制器(RG)以第一时间常数τ-1执行控制,并且-所述滤波器(TP)以第二时间常数τ-2执行补偿控制,并且-所述控制器(RG)的所述第一时间常数τ-1大于所述滤波器(TP)的所述第二时间常数τ-2,并且-在所述多个顺磁中心(NV1)的位置处的所述磁通量密度(B)的值发生变化或不同于所述磁通量密度的所述物理参数的值发生变化的情况下,所述控制器(RG)通过减小或增加由所述控制器(RG)提供的所述补偿线圈(LC)的线圈电流而使所述多个顺磁中心(NV1)的位置处的总的所述磁通量密度(B)朝向操作点移动,并且-因此,所述控制/评估装置(AWV)通过所述反馈信号(S6)以补偿方式执行所述重新调节,·使得除信号噪声和控制误差之外,所述减小的接收器输出信号(S1)在所述减小的接收器输出信号(S1)中不再具有所述传输信号(S5)的任何分量。
摘要：
本发明涉及具有量子点的传感器系统(NVMS),其可以包括顺磁中心(NV1)。传感器系统包括控制/评估装置(AWV),该控制/评估装置(AWV)优选地具有第一泵浦辐射源(PL1)、辐射接收器(PD1),并且根据传输信号(S5)通过第一泵浦辐射源(PL1)用泵浦辐射(LB)照射量子点。在量子点被泵浦辐射(LB)照射时发射取决于物理参数的荧光辐射(FL)。控制/评估装置(AWV)根据荧光辐射(FL)产生具有表示测量值的信号分量的第一输出信号(out)。测量值取决于物理参数的值。控制/评估装置(AWV)通过一个或多个补偿线圈(LC)调节量子点的对于物理参数的灵敏度,使得辐射接收器(PD1)的接收器输出信号(S0)不再具有传输信号(S5)的任何分量。
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研究与应用
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