নতুন আল্ট্রা-ওয়াইডব্যান্ড 997GHzইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর
একটি নতুন আল্ট্রা-ওয়াইডব্যান্ড ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর ৯৯৭GHz ব্যান্ডউইথের রেকর্ড স্থাপন করেছে
সম্প্রতি, সুইজারল্যান্ডের জুরিখের একটি গবেষণা দল সফলভাবে একটি আল্ট্রা-ওয়াইডব্যান্ড ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর তৈরি করেছে যা ১০ মেগাহার্টজ থেকে ১.১৪ THz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, ৯৯৭ GHz এ ৩ dB ব্যান্ডউইথ রেকর্ড স্থাপন করেছে, যা বর্তমান রেকর্ডের দ্বিগুণ। এই সাফল্য প্লাজমা মডুলেটরগুলির অপ্টিমাইজড ডিজাইনের জন্য দায়ী, যা ভবিষ্যতের টেরাহার্টজ ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) এর জন্য একটি একেবারে নতুন স্থান উন্মুক্ত করে।
বর্তমানে, বেতার যোগাযোগ মূলত মাইক্রোওয়েভ এবং মিলিমিটার তরঙ্গের উপর নির্ভর করে, তবে এই ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলির বর্ণালী সংস্থানগুলি স্যাচুরেটেড হওয়ার প্রবণতা রয়েছে। যদিও অপটিক্যাল যোগাযোগের একটি বৃহৎ ব্যান্ডউইথ রয়েছে, তবে এটি সরাসরি মুক্ত স্থানে বেতার সংক্রমণের জন্য ব্যবহার করা যায় না। অতএব, THz যোগাযোগকে বেতার এবং ফাইবার-অপটিক নেটওয়ার্কগুলিকে সংযুক্ত করার "সোনার সেতু" হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যা 6G এবং উচ্চ-হারের যোগাযোগ ব্যবস্থার জন্য একটি আদর্শ সমাধান প্রদান করে। সমস্যাটি হল বিদ্যমান ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরগুলির কর্মক্ষমতা (যেমনLiNbO₃ মডুলেটরTHz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে (InGaAs, এবং সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণ) পর্যাপ্ত নয়। সিগন্যাল অ্যাটেন্যুয়েশন স্পষ্ট। কার্যকরী ব্যান্ডউইথ মাত্র 14 GHz এবং সর্বাধিক ক্যারিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি মাত্র 100 GHz, যা THz যোগাযোগের জন্য প্রয়োজনীয় মান পূরণ করা থেকে অনেক দূরে। এই প্রবন্ধে, গবেষকরা একটি নতুন প্লাজমা-ভিত্তিক মডুলেটর তৈরি করেছেন, যা 3 dB ব্যান্ডউইথকে 997 GHz-এ সফলভাবে বৃদ্ধি করেছে, যা বর্তমান রেকর্ডের দ্বিগুণ, যেমন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। এই অগ্রগতি কেবল ঐতিহ্যবাহী প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতা ভেঙে দেয় না বরং THz যোগাযোগের ভবিষ্যতের বিকাশের পথও প্রশস্ত করে!
চিত্র ১: THz ব্যান্ডউইথ সহ প্লাজমা ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর
এই নতুন ধরণের মডুলেটরের মূল সাফল্য হল "প্লাজমা প্রভাব" নামক উচ্চ প্রযুক্তির মধ্যে নিহিত। কল্পনা করুন যে যখন কোনও ধাতব ন্যানোস্ট্রাকচারের পৃষ্ঠে আলো জ্বলে, তখন এটি উপাদানের ইলেকট্রনের সাথে অনুরণিত হয় - ইলেকট্রনগুলি আলো দ্বারা চালিত হয়ে সম্মিলিতভাবে দোদুল্যমান হয়, একটি বিশেষ ধরণের তরঙ্গ তৈরি করে। ঠিক এই ওঠানামাই সক্ষম করেমডুলেটরঅত্যন্ত উচ্চ দক্ষতার সাথে অপটিক্যাল সিগন্যাল পরিচালনা করতে। পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখায় যে মডুলেটরটি ডিসি (সরাসরি কারেন্ট) থেকে 1.14 THz পর্যন্ত পরিসরের মধ্যে ভাল মড্যুলেশন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে এবং 500 GHz থেকে 800 GHz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে স্থিতিশীল লাভ করে।
মডুলেটরের কার্যপ্রণালী গভীরভাবে অধ্যয়ন করার জন্য, গবেষণা দলটি একটি বিস্তারিত সমতুল্য সার্কিট মডেল তৈরি করেছে এবং সিমুলেশনের মাধ্যমে মডুলেটরের কর্মক্ষমতার উপর বিভিন্ন কাঠামোগত পরামিতিগুলির প্রভাব বিশ্লেষণ করেছে। পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি তাত্ত্বিক মডেলের সাথে ভালভাবে মিলেছে, যা মডুলেটরের দক্ষতা এবং স্থিতিশীলতা আরও যাচাই করে। এছাড়াও, গবেষকরা একটি উন্নতি পরিকল্পনা প্রস্তাব করেছেন। আশা করা হচ্ছে যে অপ্টিমাইজড ডিজাইনের মাধ্যমে, এই মডুলেটরের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ভবিষ্যতে 1THz ছাড়িয়ে যেতে পারে, এমনকি 2THz এরও বেশিও পৌঁছাতে পারে!
এই গবেষণাটি প্লাজমার বিশাল সম্ভাবনা প্রদর্শন করেইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরTHz যোগাযোগ এবং ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PICs) -এ। এই ডিভাইসটি, আল্ট্রা-ওয়াইডব্যান্ড, উচ্চ দক্ষতা এবং ইন্টিগ্রেবিলিটির বৈশিষ্ট্য সহ, THz সিগন্যাল মড্যুলেশনের জন্য একটি একেবারে নতুন সমাধান প্রদান করে। ভবিষ্যতে, ডিভাইস ডিজাইন এবং উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলির আরও অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে, প্লাজমা মডুলেটরগুলির অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি 2 THz ছাড়িয়ে যাবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা উচ্চতর ডেটা রেট এবং বৃহত্তর স্পেকট্রাম কভারেজ অর্জন করবে। THz যুগের আবির্ভাবের অর্থ কেবল দ্রুত ডেটা ট্রান্সমিশন এবং আরও সঠিক সেন্সিং ক্ষমতা নয়, বরং ওয়্যারলেস যোগাযোগ, অপটিক্যাল কম্পিউটিং এবং বুদ্ধিমান সনাক্তকরণের মতো একাধিক ক্ষেত্রের গভীর একীকরণকেও উৎসাহিত করবে। প্লাজমা ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরগুলির অগ্রগতি THz প্রযুক্তির বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ হয়ে উঠতে পারে, যা ভবিষ্যতের তথ্য সমাজের উচ্চ-গতির আন্তঃসংযোগের ভিত্তি প্রদান করবে।
পোস্টের সময়: জুন-০৯-২০২৫