লিথিয়াম ট্যানটালেট (এলটিওআই) উচ্চ গতির বৈদ্যুতিন-অপটিক মডুলেটর

লিথিয়াম ট্যানটালেট (এলটিওআই) উচ্চ গতিবৈদ্যুতিন-অপটিক মডুলেটর

গ্লোবাল ডেটা ট্র্যাফিক ক্রমবর্ধমান অব্যাহত রয়েছে, 5 জি এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (এআই) এর মতো নতুন প্রযুক্তিগুলি ব্যাপকভাবে গ্রহণের দ্বারা পরিচালিত, যা অপটিক্যাল নেটওয়ার্কগুলির সমস্ত স্তরে ট্রান্সসিভারদের জন্য উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। বিশেষত, পরবর্তী প্রজন্মের বৈদ্যুতিন-অপটিক মডুলেটর প্রযুক্তির জন্য শক্তি খরচ এবং ব্যয় হ্রাস করার সময় একক চ্যানেলে 200 জিবিপিএসে ডেটা স্থানান্তর হারের উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি প্রয়োজন। বিগত কয়েক বছরে, সিলিকন ফোটোনিকস প্রযুক্তি অপটিক্যাল ট্রান্সসিভার মার্কেটে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, মূলত এই কারণে যে সিলিকন ফোটোনিকগুলি পরিপক্ক সিএমওএস প্রক্রিয়া ব্যবহার করে ভর উত্পাদিত হতে পারে। তবে, এসওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলারগুলি যা ক্যারিয়ার বিচ্ছুরণের উপর নির্ভর করে তাদের ব্যান্ডউইথ, বিদ্যুৎ খরচ, বিনামূল্যে ক্যারিয়ার শোষণ এবং মড্যুলেশন ননলাইনারিটিতে দুর্দান্ত চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়। শিল্পের অন্যান্য প্রযুক্তি রুটগুলির মধ্যে রয়েছে আইএনপি, পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট এলএনওআই, বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল পলিমার এবং অন্যান্য মাল্টি-প্ল্যাটফর্মের ভিন্ন ভিন্ন সংহতকরণ সমাধান। এলএনওআইকে এমন সমাধান হিসাবে বিবেচনা করা হয় যা অতি-উচ্চ গতি এবং কম পাওয়ার মড্যুলেশনে সর্বোত্তম পারফরম্যান্স অর্জন করতে পারে, তবে বর্তমানে এটি ব্যাপক উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং ব্যয়ের ক্ষেত্রে কিছু চ্যালেঞ্জ রয়েছে। সম্প্রতি, দলটি দুর্দান্ত ফটোয়েলেকট্রিক বৈশিষ্ট্য এবং বৃহত আকারের উত্পাদন সহ একটি পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম ট্যানটালেট (এলটিওআই) ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক প্ল্যাটফর্ম চালু করেছে, যা অনেক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে লিথিয়াম নিওবেট এবং সিলিকন অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মের পারফরম্যান্সের সাথে মেলে বা তার চেয়ে বেশি হবে বলে আশা করা হচ্ছে। তবে, এখন অবধি, এর মূল ডিভাইসঅপটিক্যাল যোগাযোগ, অতি-উচ্চ গতির বৈদ্যুতিন-অপটিক মডুলেটর, এলটিওআইতে যাচাই করা হয়নি।

এই গবেষণায়, গবেষকরা প্রথমে এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরটি ডিজাইন করেছেন, যার কাঠামোটি চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে।বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল মডুলেটরউপলব্ধি করা হয়। মাইক্রোওয়েভ ইলেক্ট্রোডের ক্ষতি হ্রাস করার ক্ষেত্রে, এই কাজের গবেষকরা প্রথমবারের মতো আরও ভাল পরিবাহিতা সহ একটি ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে রৌপ্য ব্যবহারের প্রস্তাব করেছিলেন এবং রৌপ্য ইলেক্ট্রোডকে বহুল ব্যবহৃত সোনার ইলেক্ট্রোডের তুলনায় মাইক্রোওয়েভ ক্ষতি 82% হ্রাস করতে দেখানো হয়েছিল।

ডুমুর। 1 এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর কাঠামো, ফেজ ম্যাচিং ডিজাইন, মাইক্রোওয়েভ ইলেক্ট্রোড ক্ষতি পরীক্ষা।

ডুমুর। 2 পরীক্ষামূলক যন্ত্রপাতি এবং এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটারের জন্য ফলাফলগুলি দেখায়তীব্রতা মডিউল করাঅপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থায় সরাসরি সনাক্তকরণ (আইএমডিডি)। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর 25% এসডি-এফইসি প্রান্তিকের নীচে 3.8 × 10⁻² পরিমাপকৃত বিআর সহ 176 জিবিডি-র একটি সাইন হারে পিএএম 8 সংকেত প্রেরণ করতে পারে। 200 জিবিডি পিএএম 4 এবং 208 জিবিডি পিএএম 2 উভয়ের জন্য, বিইআর 15% এসডি-এফইসি এবং 7% এইচডি-এফইসি এর প্রান্তিকের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল। চোখ এবং হিস্টোগ্রাম পরীক্ষার ফলাফল চিত্র 3 এর ফলাফলগুলি দৃশ্যত প্রমাণ করে যে এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরটি উচ্চ-গতির যোগাযোগ ব্যবস্থায় উচ্চ লিনিয়ারিটি এবং কম বিট ত্রুটির হার সহ ব্যবহার করা যেতে পারে।

ডুমুর। 2 এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর ব্যবহার করে পরীক্ষাতীব্রতা মডিউল করাঅপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থায় সরাসরি সনাক্তকরণ (আইএমডিডি) (ক) পরীক্ষামূলক ডিভাইসে; (খ) সাইন হারের ফাংশন হিসাবে পিএএম 8 (লাল), পিএএম 4 (সবুজ) এবং পিএএম 2 (নীল) সংকেতের পরিমাপ করা বিট ত্রুটি হার (বিআর); (গ) 25% এসডি-এফইসি সীমার নীচে বিট-ত্রুটি হারের মানগুলির সাথে পরিমাপের জন্য ব্যবহারযোগ্য তথ্য হার (এআইআর, ড্যাশড লাইন) এবং সম্পর্কিত নেট ডেটা রেট (এনডিআর, সলিড লাইন) নিষ্কাশন করা; (d) পাম 2, পিএএম 4, পিএএম 8 মড্যুলেশনের অধীনে চোখের মানচিত্র এবং পরিসংখ্যান হিস্টোগ্রামগুলি।

এই কাজটি 110 গিগাহার্টজ এর 3 ডিবি ব্যান্ডউইথের সাথে প্রথম উচ্চ-গতির এলটিওআই ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর প্রদর্শন করে। তীব্রতা মড্যুলেশন ডাইরেক্ট সনাক্তকরণ আইএমডিডি ট্রান্সমিশন পরীক্ষায়, ডিভাইসটি 405 গিগাবাইট/এস এর একক ক্যারিয়ার নেট ডেটা রেট অর্জন করে, যা এলএনওআই এবং প্লাজমা মডুলেটরগুলির মতো বিদ্যমান বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মগুলির সেরা পারফরম্যান্সের সাথে তুলনীয়। ভবিষ্যতে, আরও জটিল ব্যবহার করেআইকিউ মডুলেটরডিজাইন বা আরও উন্নত সিগন্যাল ত্রুটি সংশোধন কৌশলগুলি, বা কোয়ার্টজ সাবস্ট্রেটস, লিথিয়াম ট্যানটালেট ডিভাইসগুলির মতো কম মাইক্রোওয়েভ লোকসান স্তরগুলি ব্যবহার করে 2 টিবিট/গুলি বা তার বেশি যোগাযোগের হার অর্জন করবে বলে আশা করা হচ্ছে। অন্যান্য আরএফ ফিল্টার মার্কেটগুলিতে এর ব্যাপক প্রয়োগের কারণে এলটিওআইয়ের নির্দিষ্ট সুবিধার সাথে মিলিত, যেমন লোয়ার বায়ারফ্রিংজেন্স এবং স্কেল এফেক্টের কারণে লিথিয়াম ট্যানটালেট ফোটোনিকস প্রযুক্তি পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চ-গতিযুক্ত অপটিক্যাল যোগাযোগ নেটওয়ার্ক এবং মাইক্রো ওয়েভ ফোটোনিকস সিস্টেমগুলির জন্য স্বল্প ব্যয়বহুল, স্বল্প-শক্তি এবং অতি-উচ্চ-গতির সমাধান সরবরাহ করবে।