টিউনেবল লেজারের উন্নয়ন ও বাজার পরিস্থিতি (দ্বিতীয় পর্ব)
কার্যপ্রণালীটিউনেবল লেজার
লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং অর্জনের জন্য মোটামুটি তিনটি নীতি রয়েছে।টিউনেবল লেজারপ্রশস্ত প্রতিপ্রভ রেখাযুক্ত কার্যকরী পদার্থ ব্যবহার করা হয়। লেজার গঠনকারী রেজোনেটরগুলোর ক্ষয়ক্ষতি শুধুমাত্র একটি অত্যন্ত সংকীর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরেই খুব কম থাকে। তাই, প্রথম উপায়টি হলো কিছু উপাদানের (যেমন গ্রেটিং) মাধ্যমে রেজোনেটরের কম ক্ষয়ক্ষতিযুক্ত অঞ্চলের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন করা। দ্বিতীয় উপায়টি হলো কিছু বাহ্যিক প্যারামিটার (যেমন চৌম্বক ক্ষেত্র, তাপমাত্রা, ইত্যাদি) পরিবর্তন করে লেজার ট্রানজিশনের শক্তি স্তরকে স্থানান্তরিত করা। তৃতীয় উপায়টি হলো তরঙ্গদৈর্ঘ্য রূপান্তর এবং টিউনিং অর্জনের জন্য নন-লিনিয়ার প্রভাব ব্যবহার করা (দেখুন নন-লিনিয়ার অপটিক্স, স্টিমুলেটেড রমন স্ক্যাটারিং, অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি ডাবলিং, অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক অসিলেশন)। প্রথম টিউনিং মোডের অন্তর্গত সাধারণ লেজারগুলো হলো ডাই লেজার, ক্রাইসোবেরিল লেজার, কালার সেন্টার লেজার, টিউনেবল হাই-প্রেশার গ্যাস লেজার এবং টিউনেবল এক্সাইমার লেজার।
বাস্তবায়ন প্রযুক্তির দৃষ্টিকোণ থেকে টিউনেবল লেজারকে প্রধানত তিনটি ভাগে ভাগ করা হয়: কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি এবং যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি।
এদের মধ্যে, ইলেকট্রনিক কন্ট্রোল প্রযুক্তি হলো ইনজেকশন কারেন্ট পরিবর্তনের মাধ্যমে তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং করা, যার টিউনিং গতি NS-স্তরের, টিউনিং ব্যান্ডউইথ প্রশস্ত, কিন্তু আউটপুট শক্তি কম। এই ইলেকট্রনিক কন্ট্রোল প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে প্রধানত SG-DBR (স্যাম্পলিং গ্রেটিং DBR) এবং GCSR লেজার (অক্সিলিয়ারি গ্রেটিং ডিরেকশনাল কাপলিং ব্যাকওয়ার্ড-স্যাম্পলিং রিফ্লেকশন) ব্যবহৃত হয়। তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি লেজারের সক্রিয় অঞ্চলের প্রতিসরাঙ্ক পরিবর্তনের মাধ্যমে লেজারের আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে। এই প্রযুক্তিটি সহজ, কিন্তু ধীরগতির এবং মাত্র কয়েক ন্যানোমিটারের একটি সংকীর্ণ ব্যান্ডউইথের মধ্যে এটি সামঞ্জস্য করা যায়। তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে প্রধানগুলো হলো...ডিএফবি লেজারটিউনেবল লেজার (ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক) এবং ডিবিআর লেজার (ডিস্ট্রিবিউটেড ব্র্যাগ রিফ্লেকশন)। তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন সম্পন্ন করার জন্য যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রণ প্রধানত এমইএমএস (মাইক্রো-ইলেক্ট্রো-মেকানিক্যাল সিস্টেম) প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি, যার সাথে থাকে বৃহৎ সামঞ্জস্যযোগ্য ব্যান্ডউইথ এবং উচ্চ আউটপুট শক্তি। যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে প্রধান কাঠামোগুলো হলো ডিএফবি (ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক), ইসিএল (এক্সটার্নাল ক্যাভিটি লেজার) এবং ভিসিএসইএল (ভার্টিক্যাল ক্যাভিটি সারফেস এমিটিং লেজার)। টিউনেবল লেজারের নীতির এই দিকগুলো থেকে নিচে ব্যাখ্যা করা হলো।
অপটিক্যাল যোগাযোগ অ্যাপ্লিকেশন
টিউনেবল লেজার হলো নতুন প্রজন্মের ডেন্স ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং সিস্টেম এবং অল-অপটিক্যাল নেটওয়ার্কে ফোটন বিনিময়ের একটি প্রধান অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস। এর প্রয়োগ অপটিক্যাল ফাইবার ট্রান্সমিশন সিস্টেমের ধারণক্ষমতা, নমনীয়তা এবং প্রসারণযোগ্যতা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে এবং একটি বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে অবিচ্ছিন্ন বা প্রায়-অবিচ্ছিন্ন টিউনিং বাস্তবায়ন করেছে।
বিশ্বজুড়ে কোম্পানি এবং গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলো টিউনেবল লেজারের গবেষণা ও উন্নয়নে সক্রিয়ভাবে কাজ করছে এবং এই ক্ষেত্রে ক্রমাগত নতুন অগ্রগতি সাধিত হচ্ছে। টিউনেবল লেজারের কার্যক্ষমতা ক্রমাগত উন্নত হচ্ছে এবং এর খরচও ক্রমাগত হ্রাস পাচ্ছে। বর্তমানে, টিউনেবল লেজারকে প্রধানত দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: সেমিকন্ডাক্টর টিউনেবল লেজার এবং টিউনেবল ফাইবার লেজার।
সেমিকন্ডাক্টর লেজারঅপটিক্যাল কমিউনিকেশন সিস্টেমে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ আলোক উৎস, যার বৈশিষ্ট্য হলো ছোট আকার, হালকা ওজন, উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা, বিদ্যুৎ সাশ্রয় ইত্যাদি এবং অন্যান্য ডিভাইসের সাথে একক চিপ অপটোইলেকট্রনিক ইন্টিগ্রেশন সহজেই অর্জন করা যায়। একে টিউনেবল ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক লেজার, ডিস্ট্রিবিউটেড ব্র্যাগ মিরর লেজার, মাইক্রোমোটর সিস্টেম ভার্টিক্যাল ক্যাভিটি সারফেস এমিটিং লেজার এবং এক্সটার্নাল ক্যাভিটি সেমিকন্ডাক্টর লেজারে ভাগ করা যায়।
গেইন মাধ্যম হিসেবে টিউনেবল ফাইবার লেজারের এবং পাম্প উৎস হিসেবে সেমিকন্ডাক্টর লেজার ডায়োডের উদ্ভাবন ফাইবার লেজারের উন্নয়নে ব্যাপক গতি এনেছে। টিউনেবল লেজারটি ডোপড ফাইবারের ৮০ ন্যানোমিটার গেইন ব্যান্ডউইথের উপর ভিত্তি করে তৈরি, এবং লেজিং তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ ও তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং বাস্তবায়নের জন্য লুপে ফিল্টার এলিমেন্ট যুক্ত করা হয়।
বিশ্বজুড়ে টিউনেবল সেমিকন্ডাক্টর লেজারের উন্নয়ন অত্যন্ত সক্রিয় এবং এর অগ্রগতিও খুব দ্রুত। যেহেতু টিউনেবল লেজারগুলো খরচ ও কার্যক্ষমতার দিক থেকে ধীরে ধীরে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজারের কাছাকাছি চলে আসছে, তাই যোগাযোগ ব্যবস্থায় এগুলোর ব্যবহার অনিবার্যভাবে আরও বাড়বে এবং ভবিষ্যতের সর্ব-আলোকীয় নেটওয়ার্কগুলোতে এগুলো একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।
উন্নয়নের সম্ভাবনা
বিভিন্ন ধরণের টিউনেবল লেজার রয়েছে, যেগুলো সাধারণত বিভিন্ন একক-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজারের উপর ভিত্তি করে তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং কৌশল আরও উন্নত করার মাধ্যমে বিকশিত করা হয়, এবং এর কিছু পণ্য আন্তর্জাতিকভাবে বাজারে সরবরাহ করা হয়েছে। অবিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল টিউনেবল লেজারের বিকাশের পাশাপাশি, অন্যান্য কার্যকারিতা সমন্বিত টিউনেবল লেজারের কথাও জানা গেছে, যেমন—VCSEL-এর একক চিপ এবং একটি বৈদ্যুতিক শোষণ মডুলেটরের সাথে সমন্বিত টিউনেবল লেজার, এবং একটি স্যাম্পল গ্রেটিং ব্র্যাগ রিফ্লেক্টর, একটি সেমিকন্ডাক্টর অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার ও একটি বৈদ্যুতিক শোষণ মডুলেটরের সাথে সমন্বিত লেজার।
যেহেতু তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনেবল লেজার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তাই বিভিন্ন কাঠামোর টিউনেবল লেজার বিভিন্ন সিস্টেমে প্রয়োগ করা যেতে পারে এবং প্রতিটিরই সুবিধা ও অসুবিধা রয়েছে। এক্সটার্নাল ক্যাভিটি সেমিকন্ডাক্টর লেজার তার উচ্চ আউটপুট শক্তি এবং অবিচ্ছিন্ন টিউনেবল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কারণে নির্ভুল পরীক্ষার যন্ত্রপাতিতে একটি ওয়াইডব্যান্ড টিউনেবল আলোক উৎস হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। ফোটন ইন্টিগ্রেশন এবং ভবিষ্যতের অল-অপটিক্যাল নেটওয়ার্কের চাহিদা মেটানোর দৃষ্টিকোণ থেকে, স্যাম্পল গ্রেটিং ডিবিআর, সুপারস্ট্রাকচার্ড গ্রেটিং ডিবিআর এবং মডুলেটর ও অ্যামপ্লিফায়ারের সাথে সমন্বিত টিউনেবল লেজারগুলো Z-এর জন্য সম্ভাবনাময় টিউনেবল আলোক উৎস হতে পারে।
এক্সটার্নাল ক্যাভিটি সহ ফাইবার গ্রেটিং টিউনেবল লেজারও এক ধরনের সম্ভাবনাময় আলোক উৎস, যার গঠন সরল, লাইন উইডথ সংকীর্ণ এবং ফাইবার কাপলিং সহজ। যদি ক্যাভিটির মধ্যে EA মডুলেটরকে একীভূত করা যায়, তবে এটিকে একটি উচ্চ-গতির টিউনেবল অপটিক্যাল সলিটন উৎস হিসেবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও, ফাইবার লেজারের উপর ভিত্তি করে টিউনেবল ফাইবার লেজারগুলো সাম্প্রতিক বছরগুলোতে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছে। আশা করা যায় যে, অপটিক্যাল কমিউনিকেশন আলোক উৎস হিসেবে টিউনেবল লেজারের কার্যকারিতা আরও উন্নত হবে এবং এর বাজার অংশীদারিত্ব ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পাবে, যার প্রয়োগের সম্ভাবনা অত্যন্ত উজ্জ্বল।
পোস্ট করার সময়: ৩১ অক্টোবর, ২০২৩