ভবিষ্যৎইলেক্ট্রো অপটিক্যাল মডুলেটর
আধুনিক অপটোইলেকট্রনিক সিস্টেমে ইলেকট্রো অপটিক মডুলেটর একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে, আলোর বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রণ করে যোগাযোগ থেকে শুরু করে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং পর্যন্ত অনেক ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই প্রবন্ধে ইলেকট্রো অপটিক মডুলেটর প্রযুক্তির বর্তমান অবস্থা, সর্বশেষ অগ্রগতি এবং ভবিষ্যত উন্নয়ন নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।
চিত্র ১: বিভিন্ন ধরণের পারফরম্যান্স তুলনাঅপটিক্যাল মডুলেটরপ্রযুক্তি, যার মধ্যে রয়েছে পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট (TFLN), III-V বৈদ্যুতিক শোষণ মডুলেটর (EAM), সিলিকন-ভিত্তিক এবং পলিমার মডুলেটর সন্নিবেশ ক্ষতি, ব্যান্ডউইথ, বিদ্যুৎ খরচ, আকার এবং উৎপাদন ক্ষমতার দিক থেকে।
ঐতিহ্যবাহী সিলিকন-ভিত্তিক ইলেক্ট্রো অপটিক মডুলেটর এবং তাদের সীমাবদ্ধতা
সিলিকন-ভিত্তিক আলোক-বিদ্যুৎ আলোর মডুলেটরগুলি বহু বছর ধরে অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থার ভিত্তি হয়ে দাঁড়িয়েছে। প্লাজমা বিচ্ছুরণ প্রভাবের উপর ভিত্তি করে, এই জাতীয় ডিভাইসগুলি গত 25 বছরে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি অর্জন করেছে, ডেটা স্থানান্তর হারকে তিন ক্রম বৃদ্ধি করেছে। আধুনিক সিলিকন-ভিত্তিক মডুলেটরগুলি 224 Gb/s পর্যন্ত 4-স্তরের পালস অ্যামপ্লিটিউড মড্যুলেশন (PAM4) অর্জন করতে পারে, এবং PAM8 মড্যুলেশন সহ 300 Gb/s এরও বেশিও অর্জন করতে পারে।
তবে, সিলিকন-ভিত্তিক মডুলেটরগুলি উপাদানগত বৈশিষ্ট্যের কারণে মৌলিক সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়। যখন অপটিক্যাল ট্রান্সসিভারগুলির জন্য 200+ Gbaud এর বেশি বড রেট প্রয়োজন হয়, তখন এই ডিভাইসগুলির ব্যান্ডউইথ চাহিদা পূরণ করা কঠিন হয়ে পড়ে। এই সীমাবদ্ধতা সিলিকনের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য থেকে উদ্ভূত হয় - পর্যাপ্ত পরিবাহিতা বজায় রেখে অতিরিক্ত আলোর ক্ষতি এড়ানোর ভারসাম্য অনিবার্য বিনিময় তৈরি করে।
উদীয়মান মডুলেটর প্রযুক্তি এবং উপকরণ
ঐতিহ্যবাহী সিলিকন-ভিত্তিক মডুলেটরগুলির সীমাবদ্ধতা বিকল্প উপকরণ এবং ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তির উপর গবেষণাকে চালিত করেছে। থিন ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট নতুন প্রজন্মের মডুলেটরগুলির জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল প্ল্যাটফর্মগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে।পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরবাল্ক লিথিয়াম নিওবেটের চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলি উত্তরাধিকারসূত্রে পাওয়া যায়, যার মধ্যে রয়েছে: প্রশস্ত স্বচ্ছ জানালা, বৃহৎ ইলেক্ট্রো-অপটিক সহগ (r33 = 31 pm/V) রৈখিক কোষ Kerrs প্রভাব একাধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরে কাজ করতে পারে
থিন ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট প্রযুক্তির সাম্প্রতিক অগ্রগতি উল্লেখযোগ্য ফলাফল দিয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে 260 Gbaud এ পরিচালিত একটি মডুলেটর যার ডেটা রেট প্রতি চ্যানেলে 1.96 Tb/s। প্ল্যাটফর্মটির অনন্য সুবিধা রয়েছে যেমন CMOS-সামঞ্জস্যপূর্ণ ড্রাইভ ভোল্টেজ এবং 100 GHz এর 3-dB ব্যান্ডউইথ।
উদীয়মান প্রযুক্তি প্রয়োগ
ইলেকট্রো অপটিক মডুলেটরের উন্নয়ন অনেক ক্ষেত্রে উদীয়মান অ্যাপ্লিকেশনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং ডেটা সেন্টারের ক্ষেত্রে,উচ্চ-গতির মডুলেটরপরবর্তী প্রজন্মের আন্তঃসংযোগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, এবং AI কম্পিউটিং অ্যাপ্লিকেশনগুলি 800G এবং 1.6T প্লাগেবল ট্রান্সসিভারের চাহিদাকে চালিত করছে। মডুলেটর প্রযুক্তি এছাড়াও প্রয়োগ করা হয়: কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণ নিউরোমরফিক কম্পিউটিং ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেটেড কন্টিনিউয়াস ওয়েভ (FMCW) লিডার মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তি
বিশেষ করে, পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরগুলি অপটিক্যাল কম্পিউটেশনাল প্রসেসিং ইঞ্জিনগুলিতে শক্তি প্রদর্শন করে, দ্রুত কম-পাওয়ার মড্যুলেশন প্রদান করে যা মেশিন লার্নিং এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে ত্বরান্বিত করে। এই ধরনের মডুলেটরগুলি কম তাপমাত্রায়ও কাজ করতে পারে এবং সুপারকন্ডাক্টিং লাইনে কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল ইন্টারফেসের জন্য উপযুক্ত।
পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রো অপটিক মডুলেটরগুলির উন্নয়ন বেশ কয়েকটি বড় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি: উৎপাদন খরচ এবং স্কেল: পাতলা-ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটরগুলি বর্তমানে 150 মিমি ওয়েফার উৎপাদনের মধ্যে সীমাবদ্ধ, যার ফলে খরচ বেশি। শিল্পকে ফিল্মের অভিন্নতা এবং গুণমান বজায় রেখে ওয়েফারের আকার সম্প্রসারণ করতে হবে। ইন্টিগ্রেশন এবং কো-ডিজাইন: এর সফল বিকাশউচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন মডুলেটরঅপটোইলেকট্রনিক্স এবং ইলেকট্রনিক চিপ ডিজাইনার, ইডিএ সরবরাহকারী, ফাউন্ট এবং প্যাকেজিং বিশেষজ্ঞদের সহযোগিতার সাথে জড়িত বিস্তৃত সহ-নকশা ক্ষমতা প্রয়োজন। উৎপাদন জটিলতা: যদিও সিলিকন-ভিত্তিক অপটোইলেকট্রনিক্স প্রক্রিয়াগুলি উন্নত সিএমওএস ইলেকট্রনিক্সের তুলনায় কম জটিল, স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা এবং ফলন অর্জনের জন্য উল্লেখযোগ্য দক্ষতা এবং উৎপাদন প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন প্রয়োজন।
এআই-এর উত্থান এবং ভূ-রাজনৈতিক কারণগুলির দ্বারা পরিচালিত, এই ক্ষেত্রটি বিশ্বজুড়ে সরকার, শিল্প এবং বেসরকারি খাত থেকে ক্রমবর্ধমান বিনিয়োগ পাচ্ছে, যা শিক্ষাবিদ এবং শিল্পের মধ্যে সহযোগিতার জন্য নতুন সুযোগ তৈরি করছে এবং উদ্ভাবনকে ত্বরান্বিত করার প্রতিশ্রুতি দিচ্ছে।
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-৩০-২০২৪