设备故障诊断系统资讯：美国研究人员开发了一种新的混合纳米电光开关传感器，速度高达20亿分之一秒

美国研究人员开发了一种新的混合纳米电光开关传感器，速度高达20亿分之一秒

光学技术是光子技术和电子技术相结合而形成的新技术。振动故障诊断监测系统分析范围20KHz；缓变信号通道不少于32路，16位精度，动态信号通道不少于4路，102.4kS/s；系统变携，可以自带电源连续工作4小时。电涡流位移传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。无线振动传感器基于无线技术的机器状态监测，具有振动测量及温度测量功能，操作简单，自动指示状态报警。应用于工业设备状态管理及监测控制系统；适合现场设备运行和维护人员监测设备状态，及时发现问题，保证设备正常可靠运行。电子处理和光通信的协同作用推动了信息技术几十年的蓬勃发展，成为信息通信产业的核心技术，广泛应用于光通信、光电显示、半导体照明、光存储、激光等诸多应用领域。在高性能光纤系统中，集成光子学越来越重要，但也面临一些瓶颈。

例如，远程通信技术系统以电子支付方式可以处理数据信号，并将信号转换为光信息传输，光子以光速传播的性质具有非常适合中国通信，但是在信号格式之间没有分析转换学生对于我们本地传输是很麻烦的。另外，由于光子比电子大得多，而且能够相互促进作用弱，必须要用高压环境重定向。所以光学开关体积大，需要很高的功率才能将其融入集成光子学中。

*近发表在《科学》杂志上的一项由国家标准与技术研究所（NIST）研究员克里斯蒂安·哈夫纳（Christian Haffner）领导的研究提出了光开关的新想法。 研究人员开发了一种混合纳米电光开关，可以在1伏的电压下工作，只有10微米见方。 它与集成光电子学中的CMOS（互补金属氧化物半导体）硅电子学兼容，光在芯片之间的传递速度为20亿分之一秒。

研究人员说，这是目前为止光子在芯片中移动的*快速度。这为激光雷达波束控制和可重构光子网络开辟了道路。

哈夫纳指出，一些研究人员此前认为光电开关不切实际，因为它们体积大，运行速度慢，需要的电压太高，计算机芯片的组件无法承受，但新开发的开关解决了上述问题。该器件的紧凑设计确保了光信号损耗仅为2.5%，而之前的开关损耗为60%。

该开关是一个企业小型的多层网络磁盘，位于中国两个光波导的 T 形连接处。该光波导是直角相交的两个信息透明的导光二氧化硅条。磁盘作为上层是一个厚 40 纳米的金膜组成的 4 微米的圆盘，在一小块氧化铝上，氧化铝以及下方是沉积的二氧化硅。这种经济结构能够充当与输入和输出不同波导发生谐振的弯曲形成波导，它可以在两者相互之间传递系统谐振光。

硅波导中的光仍然是光子，但在开关中，光激发金表面的电子振荡，产生以光波频率振动的等离子体，但远小于光的波长。 将光的等离子体子部分限制在可变高度气隙中可以产生强烈的光电效应，这种效应集中在一个小尺寸的开关中，而将剩余的光子限制在一起可以*大限度地减少光损耗。