১৯৬৯ সালে বেল ল্যাবরেটরির ডক্টর মিলার ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্সের ধারণাটি উপস্থাপন করেন। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স একটি নতুন বিষয় যা অপটোইলেক্ট্রনিক্স এবং মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্সের ভিত্তিতে ইন্টিগ্রেটেড পদ্ধতি ব্যবহার করে অপটিক্যাল ডিভাইস এবং হাইব্রিড অপটিক্যাল ইলেকট্রনিক ডিভাইস সিস্টেম অধ্যয়ন এবং বিকাশ করে। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্সের তাত্ত্বিক ভিত্তি হল অপটিক্স এবং অপটোইলেক্ট্রনিক্স, যার মধ্যে রয়েছে তরঙ্গ অপটিক্স এবং তথ্য অপটিক্স, নন-লিনিয়ার অপটিক্স, সেমিকন্ডাক্টর অপটোইলেক্ট্রনিক্স, স্ফটিক অপটিক্স, পাতলা ফিল্ম অপটিক্স, নির্দেশিত তরঙ্গ অপটিক্স, কাপলড মোড এবং প্যারামেট্রিক ইন্টারঅ্যাকশন তত্ত্ব, পাতলা ফিল্ম অপটিক্যাল ওয়েভগাইড ডিভাইস এবং সিস্টেম। প্রযুক্তিগত ভিত্তি মূলত পাতলা ফিল্ম প্রযুক্তি এবং মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স প্রযুক্তি। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্সের প্রয়োগ ক্ষেত্রটি অত্যন্ত বিস্তৃত, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ, অপটিক্যাল ফাইবার সেন্সিং প্রযুক্তি, অপটিক্যাল তথ্য প্রক্রিয়াকরণ, অপটিক্যাল কম্পিউটার এবং অপটিক্যাল স্টোরেজ ছাড়াও, অন্যান্য ক্ষেত্র রয়েছে, যেমন উপাদান বিজ্ঞান গবেষণা, অপটিক্যাল যন্ত্র, বর্ণালী গবেষণা।
প্রথমত, সমন্বিত অপটিক্যাল সুবিধা
১. বিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল ডিভাইস সিস্টেমের সাথে তুলনা
ডিসক্রিট অপটিক্যাল ডিভাইস হল এক ধরণের অপটিক্যাল ডিভাইস যা একটি বৃহৎ প্ল্যাটফর্ম বা অপটিক্যাল বেসের উপর স্থির করে একটি অপটিক্যাল সিস্টেম তৈরি করে। সিস্টেমটির আকার প্রায় 1 বর্গমিটার এবং বিমের পুরুত্ব প্রায় 1 সেমি। এর বৃহৎ আকারের পাশাপাশি, সমাবেশ এবং সমন্বয় করাও আরও কঠিন। সমন্বিত অপটিক্যাল সিস্টেমের নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে:
১. আলোক তরঙ্গ অপটিক্যাল ওয়েভগাইডে প্রচারিত হয় এবং আলোক তরঙ্গগুলি তাদের শক্তি নিয়ন্ত্রণ এবং বজায় রাখা সহজ।
২. ইন্টিগ্রেশন স্থিতিশীল অবস্থান নিয়ে আসে। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স একই সাবস্ট্রেটে একাধিক ডিভাইস তৈরি করার প্রত্যাশা করে, তাই বিচ্ছিন্ন অপটিক্সের মতো কোনও সমাবেশ সমস্যা নেই, যাতে সংমিশ্রণটি স্থিতিশীল হতে পারে, যাতে এটি কম্পন এবং তাপমাত্রার মতো পরিবেশগত কারণগুলির সাথে আরও অভিযোজিত হয়।
(৩) ডিভাইসের আকার এবং মিথস্ক্রিয়া দৈর্ঘ্য সংক্ষিপ্ত করা হয়; সংশ্লিষ্ট ইলেকট্রনিক্সগুলিও কম ভোল্টেজে কাজ করে।
৪. উচ্চ শক্তি ঘনত্ব। ওয়েভগাইড বরাবর প্রেরিত আলো একটি ছোট স্থানীয় স্থানে সীমাবদ্ধ থাকে, যার ফলে উচ্চ অপটিক্যাল শক্তি ঘনত্ব তৈরি হয়, যা প্রয়োজনীয় ডিভাইস অপারেটিং থ্রেশহোল্ডে পৌঁছানো এবং অরৈখিক অপটিক্যাল প্রভাবের সাথে কাজ করা সহজ।
৫. ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স সাধারণত একটি সেন্টিমিটার-স্কেল সাবস্ট্রেটে ইন্টিগ্রেটেড হয়, যা আকারে ছোট এবং ওজনে হালকা।
2. ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের সাথে তুলনা
অপটিক্যাল ইন্টিগ্রেশনের সুবিধাগুলিকে দুটি দিক দিয়ে ভাগ করা যেতে পারে, একটি হল ইন্টিগ্রেটেড ইলেকট্রনিক সিস্টেম (ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট) কে ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সিস্টেম (ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সার্কিট) দিয়ে প্রতিস্থাপন করা; অন্যটি অপটিক্যাল ফাইবার এবং ডাইইলেক্ট্রিক প্লেন অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের সাথে সম্পর্কিত যা সংকেত প্রেরণের জন্য তার বা কোঅক্সিয়াল কেবলের পরিবর্তে আলোক তরঙ্গকে নির্দেশ করে।
একটি সমন্বিত অপটিক্যাল পাথে, অপটিক্যাল উপাদানগুলি একটি ওয়েফার সাবস্ট্রেটের উপর গঠিত হয় এবং সাবস্ট্রেটের ভিতরে বা পৃষ্ঠে গঠিত অপটিক্যাল ওয়েভগাইড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। সমন্বিত অপটিক্যাল পাথ, যা একই সাবস্ট্রেটের উপর পাতলা ফিল্ম আকারে অপটিক্যাল উপাদানগুলিকে একীভূত করে, মূল অপটিক্যাল সিস্টেমের ক্ষুদ্রাকৃতি সমাধান এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়। সমন্বিত ডিভাইসটির ছোট আকার, স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতা, উচ্চ দক্ষতা, কম শক্তি খরচ এবং সহজ ব্যবহারের সুবিধা রয়েছে।
সাধারণভাবে, ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলিকে ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সার্কিট দিয়ে প্রতিস্থাপনের সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে বর্ধিত ব্যান্ডউইথ, তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিভাজন মাল্টিপ্লেক্সিং, মাল্টিপ্লেক্স সুইচিং, ছোট কাপলিং লস, ছোট আকার, হালকা ওজন, কম বিদ্যুৎ খরচ, ভাল ব্যাচ প্রস্তুতি অর্থনীতি এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা। আলো এবং পদার্থের মধ্যে বিভিন্ন মিথস্ক্রিয়ার কারণে, ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল পাথের গঠনে বিভিন্ন ভৌত প্রভাব যেমন ফটোইলেকট্রিক প্রভাব, ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল প্রভাব, অ্যাকোস্টো-অপটিক্যাল প্রভাব, ম্যাগনেটো-অপটিক্যাল প্রভাব, থার্মো-অপটিক্যাল প্রভাব ইত্যাদি ব্যবহার করে নতুন ডিভাইস ফাংশনগুলিও উপলব্ধি করা যেতে পারে।
২. সমন্বিত আলোকবিদ্যার গবেষণা এবং প্রয়োগ
ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স শিল্প, সামরিক এবং অর্থনীতির মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবে এটি মূলত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে ব্যবহৃত হয়:
১. যোগাযোগ এবং অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক
অপটিক্যাল ইন্টিগ্রেটেড ডিভাইসগুলি উচ্চ গতির এবং বৃহৎ ক্ষমতার অপটিক্যাল যোগাযোগ নেটওয়ার্কগুলি বাস্তবায়নের জন্য মূল হার্ডওয়্যার, যার মধ্যে রয়েছে হাই-স্পিড রেসপন্স ইন্টিগ্রেটেড লেজার সোর্স, ওয়েভগাইড গ্রেটিং অ্যারে ডেন্স ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সার, ন্যারোব্যান্ড রেসপন্স ইন্টিগ্রেটেড ফটোডিটেক্টর, রাউটিং ওয়েভলেংথ কনভার্টার, ফাস্ট রেসপন্স অপটিক্যাল সুইচিং ম্যাট্রিক্স, লো লস মাল্টিপল অ্যাক্সেস ওয়েভগাইড বিম স্প্লিটার ইত্যাদি।
২. ফোটোনিক কম্পিউটার
তথাকথিত ফোটন কম্পিউটার হল এমন একটি কম্পিউটার যা তথ্য প্রেরণের মাধ্যম হিসেবে আলো ব্যবহার করে। ফোটন হল বোসন, যার কোন বৈদ্যুতিক চার্জ নেই এবং আলোক রশ্মি একে অপরকে প্রভাবিত না করেই সমান্তরালভাবে অতিক্রম করতে পারে বা অতিক্রম করতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে দুর্দান্ত সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণের সহজাত ক্ষমতা। ফোটোনিক কম্পিউটারের বৃহৎ তথ্য সংরক্ষণ ক্ষমতা, শক্তিশালী হস্তক্ষেপ-বিরোধী ক্ষমতা, পরিবেশগত অবস্থার জন্য কম প্রয়োজনীয়তা এবং শক্তিশালী ফল্ট সহনশীলতার সুবিধাও রয়েছে। ফোটোনিক কম্পিউটারের সবচেয়ে মৌলিক কার্যকরী উপাদান হল সমন্বিত অপটিক্যাল সুইচ এবং সমন্বিত অপটিক্যাল লজিক উপাদান।
3. অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশন, যেমন অপটিক্যাল ইনফরমেশন প্রসেসর, ফাইবার অপটিক সেন্সর, ফাইবার গ্রেটিং সেন্সর, ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপ ইত্যাদি।
পোস্টের সময়: জুন-২৮-২০২৩