সর্বনিম্ন শক্তি সহ ক্ষুদ্রতম দৃশ্যমান আলো ফেজ মডুলেটর জন্মগ্রহণ করে

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিভিন্ন দেশের গবেষকরা ইনফ্রারেড আলোর তরঙ্গগুলির হেরফের অনুধাবন করতে এবং উচ্চ-গতির 5G নেটওয়ার্ক, চিপ সেন্সর এবং স্বায়ত্তশাসিত যানবাহনে প্রয়োগ করতে সমন্বিত ফোটোনিক্স ব্যবহার করেছেন। বর্তমানে, এই গবেষণা দিকটির ক্রমাগত গভীরতার সাথে, গবেষকরা ছোট দৃশ্যমান আলো ব্যান্ডগুলির গভীরতা সনাক্ত করতে এবং চিপ-লেভেল LIDAR, AR/VR/MR (বর্ধিত/ভার্চুয়াল/) এর মতো আরও বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন বিকাশ করতে শুরু করেছেন। হাইব্রিড) বাস্তবতা) চশমা, হলোগ্রাফিক ডিসপ্লে, কোয়ান্টাম প্রসেসিং চিপস, মস্তিষ্কে ইমপ্লান্ট করা অপটোজেনেটিক প্রোব ইত্যাদি।

অপটিক্যাল ফেজ মডুলেটরগুলির বৃহৎ-স্কেল ইন্টিগ্রেশন হল অন-চিপ অপটিক্যাল রাউটিং এবং ফ্রি-স্পেস ওয়েভফ্রন্ট শেপিংয়ের জন্য অপটিক্যাল সাবসিস্টেমের মূল। এই দুটি প্রাথমিক ফাংশন বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের উপলব্ধির জন্য অপরিহার্য। যাইহোক, দৃশ্যমান আলোর পরিসরে অপটিক্যাল ফেজ মডুলেটরদের জন্য, একই সময়ে উচ্চ ট্রান্সমিট্যান্স এবং উচ্চ মডুলেশনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা বিশেষভাবে চ্যালেঞ্জিং। এই প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য, এমনকি সবচেয়ে উপযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইড এবং লিথিয়াম নিওবেট উপকরণগুলির ভলিউম এবং শক্তি খরচ বাড়াতে হবে।

এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য, কলাম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের মিশাল লিপসন এবং নানফাং ইউ একটি সিলিকন নাইট্রাইড থার্মো-অপ্টিক ফেজ মডুলেটর ডিজাইন করেছেন যা এডিয়াব্যাটিক মাইক্রো-রিং রেজোনেটরের উপর ভিত্তি করে। তারা প্রমাণ করেছে যে মাইক্রো-রিং রেজোনেটর একটি শক্তিশালী কাপলিং অবস্থায় কাজ করে। ডিভাইসটি সর্বনিম্ন ক্ষতি সহ ফেজ মড্যুলেশন অর্জন করতে পারে। সাধারণ ওয়েভগাইড ফেজ মডুলেটরগুলির সাথে তুলনা করে, ডিভাইসটিতে কমপক্ষে স্থান এবং শক্তি খরচের মাত্রা হ্রাসের একটি আদেশ রয়েছে। সম্পর্কিত বিষয়বস্তু নেচার ফটোনিক্সে প্রকাশিত হয়েছে।

সিলিকন নাইট্রাইডের উপর ভিত্তি করে ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক্সের ক্ষেত্রের একজন নেতৃস্থানীয় বিশেষজ্ঞ মাইকাল লিপসন বলেছেন: "আমাদের প্রস্তাবিত সমাধানের চাবিকাঠি হল একটি অপটিক্যাল রেজোনেটর ব্যবহার করা এবং তথাকথিত শক্তিশালী কাপলিং অবস্থায় কাজ করা।"

অপটিক্যাল রেজোনেটর হল একটি অত্যন্ত প্রতিসম কাঠামো, যা আলোক বিমের একাধিক চক্রের মাধ্যমে একটি ছোট প্রতিসরণ সূচক পরিবর্তনকে ফেজ পরিবর্তনে রূপান্তর করতে পারে। সাধারনত, এটিকে তিনটি ভিন্ন কর্মরত অবস্থায় ভাগ করা যায়: "আন্ডার কাপলিং" এবং "আন্ডার কাপলিং"। ক্রিটিকাল কাপলিং" এবং "স্ট্রং কাপলিং।" তাদের মধ্যে, "আন্ডার কাপলিং" শুধুমাত্র সীমিত ফেজ মড্যুলেশন প্রদান করতে পারে এবং অপ্রয়োজনীয় প্রশস্ততা পরিবর্তনগুলি প্রবর্তন করবে এবং "সমালোচনামূলক কাপলিং" যথেষ্ট অপটিক্যাল ক্ষতির কারণ হবে, যার ফলে ডিভাইসের প্রকৃত কর্মক্ষমতা প্রভাবিত হবে।

সম্পূর্ণ 2π ফেজ মড্যুলেশন এবং ন্যূনতম প্রশস্ততা পরিবর্তন অর্জনের জন্য, গবেষণা দল একটি "শক্তিশালী কাপলিং" অবস্থায় মাইক্রোরিংকে ম্যানিপুলেট করেছে। মাইক্রোরিং এবং "বাস" এর মধ্যে সংযোগের শক্তি মাইক্রোরিংয়ের ক্ষতির চেয়ে কমপক্ষে দশ গুণ বেশি। ডিজাইন এবং অপ্টিমাইজেশনের একটি সিরিজের পরে, চূড়ান্ত কাঠামো নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। এটি একটি টেপারযুক্ত প্রস্থ সহ একটি অনুরণিত রিং। সরু ওয়েভগাইড অংশটি "বাস" এবং মাইক্রো-কয়েলের মধ্যে অপটিক্যাল কাপলিং শক্তি উন্নত করে। প্রশস্ত ওয়েভগাইড অংশ সাইডওয়ালের অপটিক্যাল স্ক্যাটারিং হ্রাস করে মাইক্রোরিংয়ের হালকা ক্ষতি হ্রাস করা হয়।

কাগজটির প্রথম লেখক হেকিং হুয়াং আরও বলেছেন: “আমরা একটি ক্ষুদ্র, শক্তি-সাশ্রয়ী এবং অত্যন্ত কম-ক্ষতির দৃশ্যমান আলোর ফেজ মডুলেটর ডিজাইন করেছি যার ব্যাসার্ধ মাত্র 5 μm এবং শুধুমাত্র π-ফেজ মডুলেশন পাওয়ার খরচ। 0.8 মেগাওয়াট। প্রবর্তিত প্রশস্ততা বৈচিত্র্য 10% এর কম। যা বিরল তা হল এই মডুলেটরটি দৃশ্যমান বর্ণালীতে সবচেয়ে কঠিন নীল এবং সবুজ ব্যান্ডগুলির জন্য সমানভাবে কার্যকর।"

নানফাং ইউ আরও উল্লেখ করেছেন যে যদিও তারা ইলেকট্রনিক পণ্যগুলির একীকরণের স্তরে পৌঁছানো থেকে অনেক দূরে, তাদের কাজটি নাটকীয়ভাবে ফোটোনিক সুইচ এবং ইলেকট্রনিক সুইচগুলির মধ্যে ব্যবধানকে সংকুচিত করেছে। "যদি পূর্ববর্তী মডুলেটর প্রযুক্তি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট চিপ পদচিহ্ন এবং পাওয়ার বাজেট দেওয়া 100 ওয়েভগাইড ফেজ মডুলেটরগুলির একীকরণের অনুমতি দেয়, তাহলে আমরা এখন আরও জটিল ফাংশন অর্জনের জন্য একই চিপে 10,000 ফেজ শিফটারকে সংহত করতে পারি।"

সংক্ষেপে, দখলকৃত স্থান এবং ভোল্টেজ খরচ কমাতে এই নকশা পদ্ধতিটি ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটরগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এটি অন্যান্য বর্ণালী রেঞ্জ এবং অন্যান্য বিভিন্ন রেজোনেটর ডিজাইনেও ব্যবহার করা যেতে পারে। বর্তমানে, গবেষণা দলটি এই ধরনের মাইক্রোরিংগুলির উপর ভিত্তি করে ফেজ শিফটার অ্যারে দ্বারা গঠিত দৃশ্যমান বর্ণালী LIDAR প্রদর্শন করতে সহযোগিতা করছে। ভবিষ্যতে, এটি বর্ধিত অপটিক্যাল অরৈখিকতা, নতুন লেজার এবং নতুন কোয়ান্টাম অপটিক্সের মতো অনেক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।

নিবন্ধের উৎস:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

চীনের "সিলিকন ভ্যালি" - বেইজিং ঝংগুয়ানকুনে অবস্থিত বেইজিং রোফিয়া অপটোইলেক্ট্রনিক্স কোং লিমিটেড, একটি উচ্চ-প্রযুক্তি সংস্থা যা দেশী এবং বিদেশী গবেষণা প্রতিষ্ঠান, গবেষণা প্রতিষ্ঠান, বিশ্ববিদ্যালয় এবং এন্টারপ্রাইজ বৈজ্ঞানিক গবেষণা কর্মীদের পরিবেশন করার জন্য নিবেদিত। আমাদের কোম্পানি প্রধানত স্বাধীন গবেষণা ও উন্নয়ন, নকশা, উত্পাদন, অপটোইলেক্ট্রনিক পণ্য বিক্রয়, এবং বৈজ্ঞানিক গবেষক এবং শিল্প প্রকৌশলীদের জন্য উদ্ভাবনী সমাধান এবং পেশাদার, ব্যক্তিগতকৃত পরিষেবা প্রদান করে। বছরের পর বছর স্বাধীন উদ্ভাবনের পর, এটি ফটোইলেকট্রিক পণ্যগুলির একটি সমৃদ্ধ এবং নিখুঁত সিরিজ তৈরি করেছে, যা পৌরসভা, সামরিক, পরিবহন, বৈদ্যুতিক শক্তি, অর্থ, শিক্ষা, চিকিৎসা এবং অন্যান্য শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

আমরা আপনার সাথে সহযোগিতার জন্য উন্মুখ!