কোয়ান্টামমাইক্রোওয়েভ অপটিক্যালপ্রযুক্তি
মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তিসিগন্যাল প্রসেসিং, যোগাযোগ, সেন্সিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে অপটিক্যাল ও মাইক্রোওয়েভ প্রযুক্তির সুবিধাগুলোকে একত্রিত করে এটি একটি শক্তিশালী ক্ষেত্র হয়ে উঠেছে। তবে, প্রচলিত মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সিস্টেমগুলো কিছু প্রধান সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়, বিশেষ করে ব্যান্ডউইথ এবং সংবেদনশীলতার দিক থেকে। এই প্রতিবন্ধকতাগুলো কাটিয়ে উঠতে গবেষকরা কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স নিয়ে গবেষণা শুরু করেছেন – এটি একটি নতুন ও আকর্ষণীয় ক্ষেত্র যা কোয়ান্টাম প্রযুক্তির ধারণার সাথে মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সকে একত্রিত করে।
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তির মৌলিক বিষয়সমূহ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তির মূল লক্ষ্য হলো প্রচলিত অপটিক্যাল প্রযুক্তিকে প্রতিস্থাপন করা।ফটোডিটেক্টরএর মধ্যেমাইক্রোওয়েভ ফোটন লিঙ্কএকটি উচ্চ-সংবেদনশীল একক ফোটন ফটোডিটেক্টরের সাহায্যে। এটি সিস্টেমটিকে অত্যন্ত কম অপটিক্যাল পাওয়ার লেভেলে, এমনকি একক-ফোটন স্তর পর্যন্ত কাজ করতে সক্ষম করে এবং একই সাথে ব্যান্ডউইথও সম্ভাব্যভাবে বৃদ্ধি করে।
সাধারণ কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন সিস্টেমগুলির মধ্যে রয়েছে: ১. একক-ফোটন উৎস (যেমন, ক্ষীণ লেজার ২.ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরমাইক্রোওয়েভ/আরএফ সংকেত এনকোড করার জন্য ৩. অপটিক্যাল সংকেত প্রক্রিয়াকরণ উপাদান ৪. একক ফোটন ডিটেক্টর (যেমন সুপারকন্ডাক্টিং ন্যানোওয়্যার ডিটেক্টর) ৫. সময়-নির্ভর একক ফোটন গণনা (টিসিএসপিসি) ইলেকট্রনিক ডিভাইস
চিত্র ১-এ প্রচলিত মাইক্রোওয়েভ ফোটন লিঙ্ক এবং কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন লিঙ্কের মধ্যে তুলনা দেখানো হয়েছে:
মূল পার্থক্যটি হলো উচ্চ-গতির ফটোডায়োডের পরিবর্তে একক ফোটন ডিটেক্টর এবং টিসিএসপিসি মডিউলের ব্যবহার। এটি অত্যন্ত দুর্বল সংকেত শনাক্ত করতে সক্ষম করে এবং আশা করা যায় যে, এর মাধ্যমে ব্যান্ডউইথকে প্রচলিত ফটোডিটেক্টরের সীমাবদ্ধতা ছাড়িয়ে নিয়ে যাওয়া যাবে।
একক ফোটন সনাক্তকরণ স্কিম
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন সিস্টেমের জন্য একক ফোটন সনাক্তকরণ পদ্ধতি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর কার্যপ্রণালী নিম্নরূপ: ১. পরিমাপকৃত সংকেতের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজড পর্যায়ক্রমিক ট্রিগার সংকেত TCSPC মডিউলে পাঠানো হয়। ২. একক ফোটন ডিটেক্টরটি সনাক্তকৃত ফোটনগুলোকে প্রতিনিধিত্বকারী ধারাবাহিক পালস আউটপুট করে। ৩. TCSPC মডিউলটি ট্রিগার সংকেত এবং প্রতিটি সনাক্তকৃত ফোটনের মধ্যবর্তী সময়ের পার্থক্য পরিমাপ করে। ৪. কয়েকটি ট্রিগার লুপের পর, সনাক্তকরণ সময়ের হিস্টোগ্রামটি প্রতিষ্ঠিত হয়। ৫. এই হিস্টোগ্রামটি মূল সংকেতের তরঙ্গরূপ পুনর্গঠন করতে পারে। গাণিতিকভাবে দেখানো যায় যে, একটি নির্দিষ্ট সময়ে ফোটন সনাক্ত করার সম্ভাবনা সেই সময়ের অপটিক্যাল পাওয়ারের সমানুপাতিক। অতএব, সনাক্তকরণ সময়ের হিস্টোগ্রামটি পরিমাপকৃত সংকেতের তরঙ্গরূপকে নির্ভুলভাবে উপস্থাপন করতে পারে।
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল প্রযুক্তির প্রধান সুবিধাগুলি
প্রচলিত মাইক্রোওয়েভ অপটিক্যাল সিস্টেমের তুলনায় কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সের বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা রয়েছে: ১. অতি-উচ্চ সংবেদনশীলতা: একক ফোটন স্তর পর্যন্ত অত্যন্ত দুর্বল সংকেত শনাক্ত করতে পারে। ২. ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি: এটি ফোটোডিটেক্টরের ব্যান্ডউইথ দ্বারা সীমাবদ্ধ নয়, শুধুমাত্র একক ফোটন ডিটেক্টরের টাইমিং জিটার দ্বারা প্রভাবিত হয়। ৩. উন্নততর অ্যান্টি-ইন্টারফারেন্স: TCSPC পুনর্গঠন সেইসব সংকেত ফিল্টার করে বাদ দিতে পারে যা ট্রিগারের সাথে লক করা নেই। ৪. কম নয়েজ: প্রচলিত ফটোইলেকট্রিক ডিটেকশন এবং অ্যামপ্লিফিকেশনের কারণে সৃষ্ট নয়েজ এড়ানো যায়।
পোস্ট করার সময়: ২৭-আগস্ট-২০২৪