নতুন আল্ট্রা-ওয়াইডব্যান্ড ৯৯৭ গিগাহার্টজইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর
একটি নতুন আল্ট্রা-ওয়াইডব্যান্ড ইলেকট্রো-অপটিক মডুলেটর ৯৯৭ গিগাহার্টজ ব্যান্ডউইথের রেকর্ড স্থাপন করেছে।
সম্প্রতি, সুইজারল্যান্ডের জুরিখের একটি গবেষক দল সফলভাবে একটি আলট্রা-ওয়াইডব্যান্ড ইলেকট্রো-অপটিক মডুলেটর তৈরি করেছে, যা ১০ মেগাহার্টজ থেকে ১.১৪ টেরাহার্টজ পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে এবং ৯৯৭ গিগাহার্টজে ৩ ডিবি ব্যান্ডউইথের একটি নতুন রেকর্ড স্থাপন করেছে, যা বর্তমান রেকর্ডের দ্বিগুণ। এই যুগান্তকারী সাফল্যের কারণ হলো প্লাজমা মডুলেটরের উন্নত নকশা, যা ভবিষ্যতের টেরাহার্টজ ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (পিআইসি)-এর জন্য একটি সম্পূর্ণ নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে।
বর্তমানে, বেতার যোগাযোগ প্রধানত মাইক্রোওয়েভ এবং মিলিমিটার তরঙ্গের উপর নির্ভর করে, কিন্তু এই ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলির স্পেকট্রাম রিসোর্স প্রায় পরিপূর্ণ হয়ে গেছে। যদিও অপটিক্যাল যোগাযোগের ব্যান্ডউইথ অনেক বেশি, এটি সরাসরি মুক্ত স্থানে বেতার ট্রান্সমিশনের জন্য ব্যবহার করা যায় না। তাই, THz যোগাযোগকে বেতার এবং ফাইবার-অপটিক নেটওয়ার্ক সংযোগকারী “সোনালী সেতু” হিসেবে বিবেচনা করা হয়, যা 6G এবং তার চেয়ে উচ্চ-গতির যোগাযোগ ব্যবস্থার জন্য একটি আদর্শ সমাধান প্রদান করে। সমস্যাটি হলো, বিদ্যমান ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরগুলির (যেমনLiNbO₃ মডুলেটরTHz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে InGaAs এবং সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণগুলির কার্যকারিতা প্রয়োজনের তুলনায় যথেষ্ট নয়। সিগন্যালের ক্ষয় সুস্পষ্ট। কার্যকরী ব্যান্ডউইথ মাত্র প্রায় ১৪ গিগাহার্টজ এবং সর্বোচ্চ ক্যারিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি মাত্র ১০০ গিগাহার্টজ, যা THz যোগাযোগের জন্য প্রয়োজনীয় মান পূরণের থেকে অনেক দূরে। এই প্রবন্ধে, গবেষকরা একটি নতুন প্লাজমা-ভিত্তিক মডুলেটর তৈরি করেছেন, যা সফলভাবে ৩ ডিবি ব্যান্ডউইথ ৯৯৭ গিগাহার্টজ পর্যন্ত বাড়িয়েছে, যা বর্তমান রেকর্ডের দ্বিগুণ, যেমনটি চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে। এই যুগান্তকারী আবিষ্কারটি কেবল প্রচলিত প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতাই ভাঙেনি, বরং THz যোগাযোগের ভবিষ্যৎ উন্নয়নের পথও প্রশস্ত করেছে!
চিত্র ১: টেরাহার্টজ ব্যান্ডউইথ সহ প্লাজমা ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর
এই নতুন ধরনের মডুলেটরের মূল যুগান্তকারী উদ্ভাবনটি ‘প্লাজমা এফেক্ট’ নামক উচ্চ প্রযুক্তির মধ্যে নিহিত। কল্পনা করুন যে, যখন কোনো ধাতব ন্যানোকাঠামোর পৃষ্ঠে আলো পড়ে, তখন তা পদার্থটির মধ্যে থাকা ইলেকট্রনগুলোর সাথে অনুরণিত হয় – আলোর প্রভাবে ইলেকট্রনগুলো সম্মিলিতভাবে স্পন্দিত হয়ে এক বিশেষ ধরনের তরঙ্গ তৈরি করে। ঠিক এই স্পন্দনই এটিকে সম্ভব করে তোলে।মডুলেটরঅত্যন্ত উচ্চ দক্ষতার সাথে অপটিক্যাল সংকেত নিয়ন্ত্রণ করার জন্য। পরীক্ষামূলক ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, মডুলেটরটি ডিসি (ডাইরেক্ট কারেন্ট) থেকে ১.১৪ টেরাহার্টজ পর্যন্ত পরিসরের মধ্যে ভালো মডুলেশন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে এবং ৫০০ গিগাহার্টজ থেকে ৮০০ গিগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে এর গেইন স্থিতিশীল থাকে।
মডুলেটরের কার্যপ্রণালী গভীরভাবে অধ্যয়নের জন্য, গবেষক দল একটি বিশদ সমতুল্য বর্তনী মডেল তৈরি করেছে এবং সিমুলেশনের মাধ্যমে মডুলেটরের কর্মক্ষমতার উপর বিভিন্ন কাঠামোগত পরামিতির প্রভাব বিশ্লেষণ করেছে। পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলো তাত্ত্বিক মডেলের সাথে ভালোভাবে মিলে গেছে, যা মডুলেটরটির দক্ষতা এবং স্থিতিশীলতাকে আরও যাচাই করে। এছাড়াও, গবেষকরা একটি উন্নয়ন পরিকল্পনা প্রস্তাব করেছেন। আশা করা যায় যে, অপ্টিমাইজড ডিজাইনের মাধ্যমে ভবিষ্যতে এই মডুলেটরের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ১ টেরাহার্টজ (THz) অতিক্রম করতে পারবে এবং এমনকি ২ টেরাহার্টজ (THz)-এরও বেশি হতে পারবে!
এই গবেষণাটি প্লাজমার বিপুল সম্ভাবনা তুলে ধরে।ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরটেরাহার্টজ (THz) যোগাযোগ এবং ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PICs)-এর ক্ষেত্রে। এই ডিভাইসটি, তার অতি-প্রশস্তব্যান্ড, উচ্চ দক্ষতা এবং সংহতকরণের যোগ্যতার বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে, THz সংকেত মডুলেশনের জন্য একটি সম্পূর্ণ নতুন সমাধান প্রদান করে। ভবিষ্যতে, ডিভাইসের নকশা এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ার আরও উন্নতির সাথে, প্লাজমা মডুলেটরের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ২ THz অতিক্রম করবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা উচ্চতর ডেটা রেট এবং বিস্তৃত বর্ণালী কভারেজ অর্জন করবে। THz যুগের আগমন কেবল দ্রুততর ডেটা ট্রান্সমিশন এবং আরও নির্ভুল সেন্সিং ক্ষমতারই ইঙ্গিত দেয় না, বরং এটি ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন, অপটিক্যাল কম্পিউটিং এবং ইন্টেলিজেন্ট ডিটেকশনের মতো একাধিক ক্ষেত্রের গভীর সমন্বয়কেও উৎসাহিত করবে। প্লাজমা ইলেকট্রো-অপটিক মডুলেটরের এই যুগান্তকারী আবিষ্কার THz প্রযুক্তির বিকাশের একটি মূল পদক্ষেপ হয়ে উঠতে পারে, যা ভবিষ্যতের তথ্য সমাজের উচ্চ-গতির আন্তঃসংযোগের জন্য একটি ভিত্তি প্রদান করবে।
পোস্ট করার সময়: জুন-০৯-২০২৫