ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) উপাদান ব্যবস্থা
সিলিকন ফোটোনিক্স হলো এমন একটি শাখা যা বিভিন্ন কার্য সম্পাদনের জন্য আলোকে পরিচালিত করতে সিলিকন উপাদানের উপর ভিত্তি করে নির্মিত সমতল কাঠামো ব্যবহার করে। আমরা এখানে ফাইবার অপটিক যোগাযোগের জন্য ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার তৈরিতে সিলিকন ফোটোনিক্সের প্রয়োগের উপর আলোকপাত করছি। একটি নির্দিষ্ট ব্যান্ডউইথ, নির্দিষ্ট আকার এবং নির্দিষ্ট খরচে আরও বেশি ট্রান্সমিশন যুক্ত করার প্রয়োজনীয়তা বাড়ার সাথে সাথে সিলিকন ফোটোনিক্স আরও বেশি অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক হয়ে ওঠে। অপটিক্যাল অংশের জন্য,ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তিঅবশ্যই ব্যবহার করতে হবে, এবং বর্তমানে অধিকাংশ কোহেরেন্ট ট্রান্সসিভার আলাদা LiNbO3/প্ল্যানার লাইট-ওয়েভ সার্কিট (PLC) মডুলেটর এবং InP/PLC রিসিভার ব্যবহার করে তৈরি করা হয়।
চিত্র ১: সচরাচর ব্যবহৃত ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) উপাদান সিস্টেমগুলো দেখানো হয়েছে।
চিত্র ১-এ সবচেয়ে জনপ্রিয় PIC উপাদান সিস্টেমগুলো দেখানো হয়েছে। বাম থেকে ডানে রয়েছে সিলিকন-ভিত্তিক সিলিকা PIC (যা PLC নামেও পরিচিত), সিলিকন-ভিত্তিক ইনসুলেটর PIC (সিলিকন ফোটোনিক্স), লিথিয়াম নায়োবেট (LiNbO3), এবং III-V গ্রুপের PIC, যেমন InP এবং GaAs। এই গবেষণাপত্রটি সিলিকন-ভিত্তিক ফোটোনিক্সের উপর আলোকপাত করে।সিলিকন ফোটোনিক্সআলোক সংকেত প্রধানত সিলিকনের মধ্য দিয়ে যায়, যার ১.১২ ইলেকট্রন ভোল্টের একটি পরোক্ষ ব্যান্ড গ্যাপ রয়েছে (১.১ মাইক্রন তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ)। সিলিকন চুল্লিতে বিশুদ্ধ স্ফটিক আকারে তৈরি করা হয় এবং তারপর ওয়েফারে কাটা হয়, যেগুলোর ব্যাস বর্তমানে সাধারণত ৩০০ মিমি হয়ে থাকে। ওয়েফারের পৃষ্ঠকে জারিত করে একটি সিলিকা স্তর তৈরি করা হয়। ওয়েফারগুলোর মধ্যে একটিকে একটি নির্দিষ্ট গভীরতা পর্যন্ত হাইড্রোজেন পরমাণু দিয়ে আঘাত করা হয়। এরপর দুটি ওয়েফারকে একটি ভ্যাকুয়ামে গলানো হয় এবং তাদের অক্সাইড স্তরগুলো একে অপরের সাথে বন্ধন তৈরি করে। হাইড্রোজেন আয়ন ইমপ্লান্টেশন লাইন বরাবর পুরো কাঠামোটি ভেঙে যায়। এরপর ফাটলের স্থানের সিলিকন স্তরটি পালিশ করা হয়, যার ফলে অবশেষে সিলিকা স্তরের উপরে অক্ষত সিলিকন "হ্যান্ডেল" ওয়েফারের উপর স্ফটিকাকার সিলিকনের একটি পাতলা স্তর থেকে যায়। এই পাতলা স্ফটিকাকার স্তর থেকে ওয়েভগাইড তৈরি করা হয়। যদিও এই সিলিকন-ভিত্তিক ইনসুলেটর (SOI) ওয়েফারগুলো কম-ক্ষতির সিলিকন ফোটোনিক্স ওয়েভগাইড তৈরি করা সম্ভব করে, তবে এগুলো কম লিকেজ কারেন্ট সরবরাহ করার কারণে কম-পাওয়ারের CMOS সার্কিটে বেশি ব্যবহৃত হয়।
চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে যে, সিলিকন-ভিত্তিক অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের অনেক সম্ভাব্য রূপ রয়েছে। এগুলি মাইক্রোস্কেল জার্মেনিয়াম-ডোপড সিলিকা ওয়েভগাইড থেকে ন্যানোস্কেল সিলিকন ওয়্যার ওয়েভগাইড পর্যন্ত বিস্তৃত। জার্মেনিয়াম মিশ্রিত করে তৈরি করা সম্ভব।ফটোডিটেক্টরএবং বৈদ্যুতিক শোষণমডুলেটরএবং সম্ভবত অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারও। সিলিকনকে ডোপিং করার মাধ্যমে, একটিঅপটিক্যাল মডুলেটরতৈরি করা যেতে পারে। নিচে বাম থেকে ডানে রয়েছে: সিলিকন ওয়্যার ওয়েভগাইড, সিলিকন নাইট্রাইড ওয়েভগাইড, সিলিকন অক্সিনাইট্রাইড ওয়েভগাইড, পুরু সিলিকন রিজ ওয়েভগাইড, পাতলা সিলিকন নাইট্রাইড ওয়েভগাইড এবং ডোপড সিলিকন ওয়েভগাইড। উপরে, বাম থেকে ডানে রয়েছে ডিপ্লেশন মডুলেটর, জার্মেনিয়াম ফটোডিটেক্টর এবং জার্মেনিয়াম।অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার.
চিত্র ২: একটি সিলিকন-ভিত্তিক অপটিক্যাল ওয়েভগাইড সিরিজের প্রস্থচ্ছেদ, যেখানে সাধারণ প্রসারণ ক্ষয় এবং প্রতিসরাঙ্ক দেখানো হয়েছে।
পোস্ট করার সময়: ১৫-জুলাই-২০২৪