সবচেয়ে কম শক্তি সম্পন্ন সবচেয়ে ছোট দৃশ্যমান আলোর ফেজ মডুলেটরের জন্ম হয়েছে

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিভিন্ন দেশের গবেষকরা ইনফ্রারেড আলোক তরঙ্গের হেরফের ধারাবাহিকভাবে উপলব্ধি করতে এবং উচ্চ-গতির 5G নেটওয়ার্ক, চিপ সেন্সর এবং স্বায়ত্তশাসিত যানবাহনে প্রয়োগ করতে সমন্বিত ফোটোনিক্স ব্যবহার করেছেন। বর্তমানে, এই গবেষণার দিকের ক্রমাগত গভীরতার সাথে সাথে, গবেষকরা ছোট দৃশ্যমান আলোক ব্যান্ডগুলির গভীরভাবে সনাক্তকরণ শুরু করেছেন এবং আরও বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন বিকাশ করতে শুরু করেছেন, যেমন চিপ-স্তরের LIDAR, AR/VR/MR (বর্ধিত/ভার্চুয়াল/হাইব্রিড) বাস্তবতা) চশমা, হলোগ্রাফিক ডিসপ্লে, কোয়ান্টাম প্রসেসিং চিপ, মস্তিষ্কে বসানো অপটোজেনেটিক প্রোব ইত্যাদি।

অন-চিপ অপটিক্যাল রাউটিং এবং ফ্রি-স্পেস ওয়েভফ্রন্ট শেপিংয়ের জন্য অপটিক্যাল সাবসিস্টেমের মূল হল অপটিক্যাল ফেজ মডুলেটরগুলির বৃহৎ পরিসরে একীভূতকরণ। বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন বাস্তবায়নের জন্য এই দুটি প্রাথমিক ফাংশন অপরিহার্য। তবে, দৃশ্যমান আলো পরিসরে অপটিক্যাল ফেজ মডুলেটরগুলির জন্য, একই সাথে উচ্চ ট্রান্সমিট্যান্স এবং উচ্চ মড্যুলেশনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা বিশেষভাবে চ্যালেঞ্জিং। এই প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য, এমনকি সবচেয়ে উপযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইড এবং লিথিয়াম নিওবেট উপকরণগুলিরও আয়তন এবং বিদ্যুৎ খরচ বৃদ্ধি করতে হবে।

এই সমস্যা সমাধানের জন্য, কলম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের মাইকেল লিপসন এবং নানফ্যাং ইউ অ্যাডিয়াব্যাটিক মাইক্রো-রিং রেজোনেটরের উপর ভিত্তি করে একটি সিলিকন নাইট্রাইড থার্মো-অপটিক ফেজ মডুলেটর ডিজাইন করেছেন। তারা প্রমাণ করেছেন যে মাইক্রো-রিং রেজোনেটর একটি শক্তিশালী সংযোগকারী অবস্থায় কাজ করে। ডিভাইসটি ন্যূনতম ক্ষতির সাথে ফেজ মড্যুলেশন অর্জন করতে পারে। সাধারণ ওয়েভগাইড ফেজ মডুলেটরের তুলনায়, ডিভাইসটিতে স্থান এবং বিদ্যুৎ খরচ কমপক্ষে কিছুটা হ্রাস পেয়েছে। সম্পর্কিত বিষয়বস্তু নেচার ফোটোনিক্সে প্রকাশিত হয়েছে।

সিলিকন নাইট্রাইডের উপর ভিত্তি করে ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক্সের ক্ষেত্রে একজন শীর্ষস্থানীয় বিশেষজ্ঞ মাইকেল লিপসন বলেন: "আমাদের প্রস্তাবিত সমাধানের মূল চাবিকাঠি হল একটি অপটিক্যাল রেজোনেটর ব্যবহার করা এবং তথাকথিত শক্তিশালী সংযোগ অবস্থায় কাজ করা।"

অপটিক্যাল রেজোনেটর একটি অত্যন্ত প্রতিসম কাঠামো, যা আলোক রশ্মির একাধিক চক্রের মাধ্যমে একটি ছোট প্রতিসরাঙ্ক পরিবর্তনকে একটি পর্যায় পরিবর্তনে রূপান্তর করতে পারে। সাধারণত, এটিকে তিনটি ভিন্ন কার্যক্ষম অবস্থায় ভাগ করা যায়: "আন্ডার কাপলিং" এবং "আন্ডার কাপলিং।" সমালোচনামূলক সংযোগ" এবং "শক্তিশালী সংযোগ।" এর মধ্যে, "আন্ডার কাপলিং" কেবল সীমিত পর্যায় মড্যুলেশন প্রদান করতে পারে এবং অপ্রয়োজনীয় প্রশস্ততা পরিবর্তন প্রবর্তন করবে এবং "সমালোচনামূলক সংযোগ" উল্লেখযোগ্য অপটিক্যাল ক্ষতির কারণ হবে, যার ফলে ডিভাইসের প্রকৃত কর্মক্ষমতা প্রভাবিত হবে।

সম্পূর্ণ 2π ফেজ মড্যুলেশন এবং ন্যূনতম প্রশস্ততা পরিবর্তন অর্জনের জন্য, গবেষণা দল মাইক্রোরিংটিকে একটি "শক্তিশালী সংযোগ" অবস্থায় ব্যবহার করেছে। মাইক্রোরিং এবং "বাস" এর মধ্যে সংযোগ শক্তি মাইক্রোরিংয়ের ক্ষতির চেয়ে কমপক্ষে দশ গুণ বেশি। একাধিক নকশা এবং অপ্টিমাইজেশনের পরে, চূড়ান্ত কাঠামোটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। এটি একটি টেপারড প্রস্থ সহ একটি অনুরণিত রিং। সংকীর্ণ তরঙ্গগাইড অংশ "বাস" এবং মাইক্রো-কয়েলের মধ্যে অপটিক্যাল সংযোগ শক্তি উন্নত করে। প্রশস্ত তরঙ্গগাইড অংশ সাইডওয়ালের অপটিক্যাল বিচ্ছুরণ হ্রাস করে মাইক্রোরিংয়ের আলোর ক্ষতি হ্রাস করা হয়।

এই গবেষণাপত্রের প্রথম লেখক হেকিং হুয়াং আরও বলেন: "আমরা একটি ক্ষুদ্রাকৃতির, শক্তি-সাশ্রয়ী এবং অত্যন্ত কম-ক্ষতির দৃশ্যমান আলোর ফেজ মডুলেটর ডিজাইন করেছি যার ব্যাসার্ধ মাত্র 5 μm এবং π-ফেজ মড্যুলেশন শক্তি খরচ মাত্র 0.8 মেগাওয়াট। প্রবর্তিত প্রশস্ততা বৈচিত্র্য 10% এরও কম। আরও বিরল বিষয় হল যে এই মডুলেটর দৃশ্যমান বর্ণালীর সবচেয়ে কঠিন নীল এবং সবুজ ব্যান্ডের জন্য সমানভাবে কার্যকর।"

নানফ্যাং ইউ আরও উল্লেখ করেছেন যে যদিও তারা ইলেকট্রনিক পণ্যের একীকরণের স্তরে পৌঁছানোর থেকে অনেক দূরে, তাদের কাজ নাটকীয়ভাবে ফোটোনিক সুইচ এবং ইলেকট্রনিক সুইচের মধ্যে ব্যবধান কমিয়ে দিয়েছে। "যদি পূর্ববর্তী মডুলেটর প্রযুক্তি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট চিপ ফুটপ্রিন্ট এবং পাওয়ার বাজেটের ভিত্তিতে 100টি ওয়েভগাইড ফেজ মডুলেটরের একীকরণের অনুমতি দিত, তাহলে আমরা এখন আরও জটিল ফাংশন অর্জনের জন্য একই চিপে 10,000টি ফেজ শিফটার একীভূত করতে পারি।"

সংক্ষেপে, এই নকশা পদ্ধতিটি দখলকৃত স্থান এবং ভোল্টেজ খরচ কমাতে ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এটি অন্যান্য বর্ণালী রেঞ্জ এবং অন্যান্য বিভিন্ন অনুরণনকারী ডিজাইনেও ব্যবহার করা যেতে পারে। বর্তমানে, গবেষণা দল এই ধরনের মাইক্রোরিংয়ের উপর ভিত্তি করে ফেজ শিফটার অ্যারে দ্বারা গঠিত দৃশ্যমান বর্ণালী LIDAR প্রদর্শনের জন্য সহযোগিতা করছে। ভবিষ্যতে, এটি বর্ধিত অপটিক্যাল নন-লিনিয়ারিটি, নতুন লেজার এবং নতুন কোয়ান্টাম অপটিক্সের মতো অনেক অ্যাপ্লিকেশনেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।

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

চীনের "সিলিকন ভ্যালি" - বেইজিং ঝংগুয়ানকুন-এ অবস্থিত বেইজিং রোফিয়া অপটোইলেকট্রনিক্স কোং লিমিটেড, একটি উচ্চ-প্রযুক্তি সংস্থা যা দেশী-বিদেশী গবেষণা প্রতিষ্ঠান, গবেষণা প্রতিষ্ঠান, বিশ্ববিদ্যালয় এবং এন্টারপ্রাইজ বৈজ্ঞানিক গবেষণা কর্মীদের সেবা প্রদানের জন্য নিবেদিত। আমাদের কোম্পানি মূলত স্বাধীন গবেষণা ও উন্নয়ন, নকশা, উৎপাদন, অপটোইলেকট্রনিক পণ্য বিক্রয়ের সাথে জড়িত এবং বৈজ্ঞানিক গবেষক এবং শিল্প প্রকৌশলীদের জন্য উদ্ভাবনী সমাধান এবং পেশাদার, ব্যক্তিগতকৃত পরিষেবা প্রদান করে। বছরের পর বছর স্বাধীন উদ্ভাবনের পর, এটি আলোক-ইলেকট্রিক পণ্যের 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!