設備故障診斷系統(tǒng)資訊：美國研究人員開發(fā)了一種新的混合納米電光開關傳感器，速度高達20億分之一秒

美國研究人員開發(fā)了一種新的混合納米電光開關傳感器，速度高達20億分之一秒

光學技術是光子技術和電子技術相結合而形成的新技術。振動故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號通道不少于32路，16位精度，動態(tài)信號通道不少于4路，102.4kS/s；系統(tǒng)變攜，可以自帶電源連續(xù)工作4小時。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。無線振動傳感器基于無線技術的機器狀態(tài)監(jiān)測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態(tài)報警。應用于工業(yè)設備狀態(tài)管理及監(jiān)測控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場設備運行和維護人員監(jiān)測設備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證設備正常可靠運行。電子處理和光通信的協(xié)同作用推動了信息技術幾十年的蓬勃發(fā)展，成為信息通信產(chǎn)業(yè)的核心技術，廣泛應用于光通信、光電顯示、半導體照明、光存儲、激光等諸多應用領域。在高性能光纖系統(tǒng)中，集成光子學越來越重要，但也面臨一些瓶頸。

例如，遠程通信技術系統(tǒng)以電子支付方式可以處理數(shù)據(jù)信號，并將信號轉換為光信息傳輸，光子以光速傳播的性質具有非常適合中國通信，但是在信號格式之間沒有分析轉換學生對于我們本地傳輸是很麻煩的。另外，由于光子比電子大得多，而且能夠相互促進作用弱，必須要用高壓環(huán)境重定向。所以光學開關體積大，需要很高的功率才能將其融入集成光子學中。

*近發(fā)表在《科學》雜志上的一項由國家標準與技術研究所（NIST）研究員克里斯蒂安·哈夫納（Christian Haffner）領導的研究提出了光開關的新想法。 研究人員開發(fā)了一種混合納米電光開關，可以在1伏的電壓下工作，只有10微米見方。 它與集成光電子學中的CMOS（互補金屬氧化物半導體）硅電子學兼容，光在芯片之間的傳遞速度為20億分之一秒。

研究人員說，這是目前為止光子在芯片中移動的*快速度。這為激光雷達波束控制和可重構光子網(wǎng)絡開辟了道路。

哈夫納指出，一些研究人員此前認為光電開關不切實際，因為它們體積大，運行速度慢，需要的電壓太高，計算機芯片的組件無法承受，但新開發(fā)的開關解決了上述問題。該器件的緊湊設計確保了光信號損耗僅為2.5%，而之前的開關損耗為60%。

該開關是一個企業(yè)小型的多層網(wǎng)絡磁盤，位于中國兩個光波導的 T 形連接處。該光波導是直角相交的兩個信息透明的導光二氧化硅條。磁盤作為上層是一個厚 40 納米的金膜組成的 4 微米的圓盤，在一小塊氧化鋁上，氧化鋁以及下方是沉積的二氧化硅。這種經(jīng)濟結構能夠充當與輸入和輸出不同波導發(fā)生諧振的彎曲形成波導，它可以在兩者相互之間傳遞系統(tǒng)諧振光。

硅波導中的光仍然是光子，但在開關中，光激發(fā)金表面的電子振蕩，產(chǎn)生以光波頻率振動的等離子體，但遠小于光的波長。 將光的等離子體子部分限制在可變高度氣隙中可以產(chǎn)生強烈的光電效應，這種效應集中在一個小尺寸的開關中，而將剩余的光子限制在一起可以*大限度地減少光損耗。