সর্বশেষঅতি-উচ্চ বিলুপ্তি অনুপাত ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর
অন-চিপ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটর (সিলিকন-ভিত্তিক, ট্রাইকুইনয়েড, থিন ফিল্ম লিথিয়াম নায়োবেট, ইত্যাদি)-এর কম্প্যাক্টনেস, উচ্চ গতি এবং কম বিদ্যুৎ খরচের মতো সুবিধা রয়েছে, কিন্তু অতি-উচ্চ এক্সটিংশন রেশিও সহ ডায়নামিক ইনটেনসিটি মডুলেশন অর্জনের ক্ষেত্রে এখনও বড় চ্যালেঞ্জ রয়েছে। সম্প্রতি, একটি চীনা বিশ্ববিদ্যালয়ের ফাইবার অপটিক সেন্সিং-এর যৌথ গবেষণা কেন্দ্রের গবেষকরা সিলিকন সাবস্ট্রেটের উপর অতি-উচ্চ এক্সটিংশন রেশিও ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটরের ক্ষেত্রে একটি বড় সাফল্য অর্জন করেছেন। উচ্চ ক্রমের অপটিক্যাল ফিল্টার কাঠামোর উপর ভিত্তি করে, অন-চিপ সিলিকনইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরপ্রথমবারের মতো ৬৮ ডিবি পর্যন্ত এক্সটিংশন রেশিও অর্জন করা সম্ভব হয়েছে। এর আকার এবং বিদ্যুৎ খরচ প্রচলিত যন্ত্রের তুলনায় দুই মাত্রা ছোট।AOM মডুলেটরএবং ডিভাইসটির প্রয়োগযোগ্যতা পরীক্ষাগারের ডিএএস সিস্টেমে যাচাই করা হয়।
চিত্র ১ আল্ট্রা পরীক্ষার ডিভাইসের নকশাচিত্রউচ্চ বিলুপ্তি অনুপাত ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটর
সিলিকন-ভিত্তিকইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটরকাপলড মাইক্রোরিং ফিল্টার কাঠামোর উপর ভিত্তি করে তৈরি এই যন্ত্রটি ক্লাসিক্যাল ইলেকট্রিক্যাল ফিল্টারের অনুরূপ। এই ইলেকট্রো-অপটিক মডুলেটরটি চারটি সিলিকন-ভিত্তিক মাইক্রোরিং রেজোনেটরের সিরিজ কাপলিংয়ের মাধ্যমে ফ্ল্যাট ব্যান্ডপাস ফিল্টারিং এবং উচ্চ আউট-অফ-ব্যান্ড রিজেকশন রেশিও (>60 dB) অর্জন করে। প্রতিটি মাইক্রোরিং-এ থাকা একটি পিন-টাইপ ইলেকট্রো-অপটিক্যাল ফেজ শিফটারের সাহায্যে, কম প্রয়োগকৃত ভোল্টেজে (<1.5 V) মডুলেটরটির ট্রান্সমিট্যান্স স্পেকট্রাম উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করা যায়। উচ্চ আউট-অফ-ব্যান্ড রিজেকশন রেশিও এবং স্টিপ ফিল্টার রোল-ডাউন বৈশিষ্ট্যের সমন্বয়ে রেজোনেন্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কাছাকাছি ইনপুট আলোর তীব্রতাকে অত্যন্ত উচ্চ কনট্রাস্টে মডুলেট করা সম্ভব হয়, যা অতি-উচ্চ এক্সটিংশন রেশিওর আলোক স্পন্দন উৎপাদনে অত্যন্ত সহায়ক।
ইলেকট্রো-অপটিক মডুলেটরের মডুলেশন ক্ষমতা যাচাই করার জন্য, দলটি প্রথমে কার্যকারী তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ডিসি ভোল্টেজের সাথে ডিভাইসটির ট্রান্সমিট্যান্সের পরিবর্তন প্রদর্শন করে। দেখা যায় যে, ১ ভোল্টের পর ট্রান্সমিট্যান্স ৬০ ডিবি-র বেশি তীব্রভাবে হ্রাস পায়। প্রচলিত অসিলোস্কোপ পর্যবেক্ষণ পদ্ধতির সীমাবদ্ধতার কারণে, গবেষক দলটি সেলফ-হেটেরোডাইন ইন্টারফেরেন্স পরিমাপ পদ্ধতি গ্রহণ করে এবং পালস মডুলেশনের সময় মডুলেটরের অতি-উচ্চ ডাইনামিক এক্সটিংশন রেশিও নির্ণয় করতে স্পেকট্রোমিটারের বৃহৎ ডাইনামিক রেঞ্জ ব্যবহার করে। পরীক্ষামূলক ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, মডুলেটরের আউটপুট আলোক পালসের এক্সটিংশন রেশিও ৬৮ ডিবি পর্যন্ত এবং কয়েকটি অনুনাদী তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অবস্থানের কাছাকাছি এক্সটিংশন রেশিও ৬৫ ডিবি-র বেশি। বিস্তারিত গণনার পর দেখা যায় যে, ইলেকট্রোডে প্রয়োগ করা প্রকৃত আরএফ ড্রাইভ ভোল্টেজ প্রায় ১ ভোল্ট এবং মডুলেশনের জন্য বিদ্যুৎ খরচ মাত্র ৩.৬ মিলিওয়াট, যা প্রচলিত এওএম মডুলেটরের বিদ্যুৎ খরচের চেয়ে দুই মাত্রা কম।
অন-চিপ মডুলেটর প্যাকেজ করার মাধ্যমে ডিএএস সিস্টেমে সিলিকন-ভিত্তিক ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরের প্রয়োগ একটি ডাইরেক্ট ডিটেকশন ডিএএস সিস্টেমে করা যেতে পারে। সাধারণ লোকাল-সিগন্যাল হেটেরোডাইন ইন্টারফেরোমেট্রি থেকে ভিন্ন, এই সিস্টেমে নন-ব্যালান্সড মাইকেলসন ইন্টারফেরোমেট্রির ডিমডুলেশন মোড গ্রহণ করা হয়েছে, ফলে মডুলেটরের অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি শিফট প্রভাবের প্রয়োজন হয় না। প্রচলিত আইকিউ ডিমডুলেশন অ্যালগরিদম ব্যবহার করে ৩টি চ্যানেলের র্যালে স্ক্যাটারড সিগন্যালের ডিমডুলেশনের মাধ্যমে সাইনুসয়েডাল ভাইব্রেশন সিগন্যালের কারণে সৃষ্ট ফেজ পরিবর্তন সফলভাবে পুনরুদ্ধার করা হয়েছে। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, এসএনআর (SNR) প্রায় ৫৬ ডিবি। সেন্সর ফাইবারের সম্পূর্ণ দৈর্ঘ্য বরাবর ±১০০ হার্জ সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সির পরিসরে পাওয়ার স্পেকট্রাল ডেনসিটির বণ্টন আরও তদন্ত করা হয়েছে। ভাইব্রেশনের অবস্থান এবং ফ্রিকোয়েন্সিতে সুস্পষ্ট সিগন্যাল ছাড়াও, অন্যান্য স্থানিক অবস্থানেও নির্দিষ্ট পাওয়ার স্পেকট্রাল ডেনসিটি প্রতিক্রিয়া লক্ষ্য করা গেছে। ±১০ হার্জ পরিসরে এবং ভাইব্রেশনের অবস্থানের বাইরে ক্রসটক নয়েজ ফাইবারের দৈর্ঘ্য বরাবর গড় করা হয়েছে, এবং স্থানিক গড় এসএনআর ৩৩ ডিবি-এর কম নয়।
চিত্র ২
অপটিক্যাল ফাইবার ডিস্ট্রিবিউটেড অ্যাকোস্টিক সেন্সিং সিস্টেমের একটি স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম।
b ডিমডুলেটেড সিগন্যালের পাওয়ার স্পেকট্রাল ডেনসিটি।
সেন্সিং ফাইবার বরাবর পাওয়ার স্পেকট্রাল ডেনসিটি ডিস্ট্রিবিউশনের কাছাকাছি c, d কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি।
এই গবেষণাটিই প্রথম যা সিলিকনের উপর একটি অতি-উচ্চ এক্সটিংশন রেশিও (৬৮ ডিবি) সহ একটি ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটর তৈরি করেছে এবং সফলভাবে ডিএএস (DAS) সিস্টেমে প্রয়োগ করেছে। এর কার্যকারিতা বাণিজ্যিক এওএম (AOM) মডুলেটরের প্রায় কাছাকাছি, এবং এর আকার ও বিদ্যুৎ খরচ বাণিজ্যিকটির তুলনায় দুই মাত্রা ছোট। আশা করা যায়, এটি পরবর্তী প্রজন্মের ক্ষুদ্রাকৃতির, স্বল্প-বিদ্যুৎ চালিত ডিস্ট্রিবিউটেড ফাইবার সেন্সিং সিস্টেমে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে। এছাড়াও, সিলিকন-ভিত্তিক সিএমওএস (CMOS)-এর বৃহৎ পরিসরের উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং অন-চিপ ইন্টিগ্রেশন ক্ষমতা...অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসএটি অন-চিপ ডিস্ট্রিবিউটেড ফাইবার সেন্সিং সিস্টেম ভিত্তিক নতুন প্রজন্মের স্বল্পমূল্যের, বহু-ডিভাইস মনোলিথিক ইন্টিগ্রেটেড মডিউলের উন্নয়নে ব্যাপকভাবে সহায়তা করতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ১৮ মার্চ, ২০২৫