ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স-এর ধারণাটি ১৯৬৯ সালে বেল ল্যাবরেটরিজের ডঃ মিলার প্রথম উপস্থাপন করেন। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স একটি নতুন শাখা, যা অপটোইলেকট্রনিক্স এবং মাইক্রোইলেকট্রনিক্সের উপর ভিত্তি করে সমন্বিত পদ্ধতি ব্যবহার করে অপটিক্যাল ডিভাইস এবং হাইব্রিড অপটিক্যাল ইলেকট্রনিক ডিভাইস সিস্টেমের অধ্যয়ন ও উন্নয়ন করে। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স-এর তাত্ত্বিক ভিত্তি হলো অপটিক্স এবং অপটোইলেকট্রনিক্স, যার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে ওয়েভ অপটিক্স এবং ইনফরমেশন অপটিক্স, নন-লিনিয়ার অপটিক্স, সেমিকন্ডাক্টর অপটোইলেকট্রনিক্স, ক্রিস্টাল অপটিক্স, থিন ফিল্ম অপটিক্স, গাইডেড ওয়েভ অপটিক্স, কাপলড মোড এবং প্যারামেট্রিক ইন্টারঅ্যাকশন তত্ত্ব, থিন ফিল্ম অপটিক্যাল ওয়েভগাইড ডিভাইস এবং সিস্টেম। এর প্রযুক্তিগত ভিত্তি প্রধানত থিন ফিল্ম প্রযুক্তি এবং মাইক্রোইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তি। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স-এর প্রয়োগক্ষেত্র অত্যন্ত বিস্তৃত। অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশন, অপটিক্যাল ফাইবার সেন্সিং প্রযুক্তি, অপটিক্যাল ইনফরমেশন প্রসেসিং, অপটিক্যাল কম্পিউটার এবং অপটিক্যাল স্টোরেজ ছাড়াও এর অন্যান্য ক্ষেত্র রয়েছে, যেমন—বস্তু বিজ্ঞান গবেষণা, অপটিক্যাল যন্ত্রপাতি, বর্ণালী গবেষণা।
প্রথমত, সমন্বিত অপটিক্যাল সুবিধাগুলি
১. বিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল ডিভাইস সিস্টেমের সাথে তুলনা
বিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল ডিভাইস হলো এক ধরনের অপটিক্যাল ডিভাইস যা একটি অপটিক্যাল সিস্টেম গঠন করার জন্য একটি বড় প্ল্যাটফর্ম বা অপটিক্যাল বেসের উপর স্থাপন করা হয়। সিস্টেমটির আকার প্রায় ১ বর্গমিটার এবং বিমের পুরুত্ব প্রায় ১ সেন্টিমিটার। এর বড় আকারের পাশাপাশি, এর সংযোজন এবং সমন্বয় করাও অধিক কঠিন। সমন্বিত অপটিক্যাল সিস্টেমের নিম্নলিখিত সুবিধাগুলো রয়েছে:
১. আলোক তরঙ্গ অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের মধ্য দিয়ে সঞ্চারিত হয় এবং এই তরঙ্গের শক্তি নিয়ন্ত্রণ ও বজায় রাখা সহজ।
২. ইন্টিগ্রেশন স্থিতিশীল অবস্থান নিশ্চিত করে। উপরে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্সে একই সাবস্ট্রেটে একাধিক ডিভাইস তৈরি করা হয়, ফলে ডিসক্রিট অপটিক্সের মতো অ্যাসেম্বলির কোনো সমস্যা থাকে না, যার ফলে এই সমন্বয় স্থিতিশীল হতে পারে এবং এটি কম্পন ও তাপমাত্রার মতো পরিবেশগত কারণগুলোর সাথেও আরও বেশি খাপ খাইয়ে নিতে পারে।
(3) ডিভাইসের আকার এবং মিথস্ক্রিয়ার দৈর্ঘ্য সংক্ষিপ্ত করা হয়; সংশ্লিষ্ট ইলেকট্রনিক্সও কম ভোল্টেজে কাজ করে।
৪. উচ্চ শক্তি ঘনত্ব। ওয়েভগাইড বরাবর সঞ্চারিত আলো একটি ছোট স্থানীয় স্থানে সীমাবদ্ধ থাকে, যার ফলে উচ্চ অপটিক্যাল শক্তি ঘনত্ব তৈরি হয়, যা দিয়ে সহজেই ডিভাইসের প্রয়োজনীয় অপারেটিং থ্রেশহোল্ডে পৌঁছানো যায় এবং নন-লিনিয়ার অপটিক্যাল প্রভাব নিয়ে কাজ করা যায়।
৫. ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স সাধারণত সেন্টিমিটার-স্কেল সাবস্ট্রেটে স্থাপন করা হয়, যা আকারে ছোট এবং ওজনে হালকা।
২. ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের সাথে তুলনা
অপটিক্যাল ইন্টিগ্রেশনের সুবিধাগুলোকে দুটি দিক থেকে ভাগ করা যায়। একটি হলো ইন্টিগ্রেটেড ইলেকট্রনিক সিস্টেম (ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট)-কে ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সিস্টেম (ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সার্কিট) দ্বারা প্রতিস্থাপন করা; অন্যটি অপটিক্যাল ফাইবার এবং ডাইইলেকট্রিক প্লেন অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের সাথে সম্পর্কিত, যা সংকেত প্রেরণের জন্য তার বা কোঅক্সিয়াল কেবলের পরিবর্তে আলোক তরঙ্গকে পরিচালিত করে।
একটি ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল পাথে, অপটিক্যাল উপাদানগুলো একটি ওয়েফার সাবস্ট্রেটের উপর গঠিত হয় এবং সাবস্ট্রেটের ভিতরে বা পৃষ্ঠে তৈরি অপটিক্যাল ওয়েভগাইড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল পাথ, যা একই সাবস্ট্রেটে পাতলা ফিল্মের আকারে অপটিক্যাল উপাদানগুলোকে একত্রিত করে, তা মূল অপটিক্যাল সিস্টেমের ক্ষুদ্রাকরণ এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়। ইন্টিগ্রেটেড ডিভাইসটির সুবিধাগুলো হলো ছোট আকার, স্থিতিশীল ও নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতা, উচ্চ দক্ষতা, কম বিদ্যুৎ খরচ এবং সহজ ব্যবহার।
সাধারণভাবে, ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটকে ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সার্কিট দ্বারা প্রতিস্থাপন করার সুবিধাগুলোর মধ্যে রয়েছে বর্ধিত ব্যান্ডউইথ, ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং, মাল্টিপ্লেক্স সুইচিং, স্বল্প কাপলিং লস, ছোট আকার, হালকা ওজন, কম বিদ্যুৎ খরচ, ভালো ব্যাচ প্রস্তুতি অর্থনীতি এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা। আলো ও পদার্থের মধ্যে বিভিন্ন মিথস্ক্রিয়ার কারণে, ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল পথের গঠনে ফটোইলেকট্রিক প্রভাব, ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল প্রভাব, অ্যাকোস্টো-অপটিক্যাল প্রভাব, ম্যাগনেটো-অপটিক্যাল প্রভাব, থার্মো-অপটিক্যাল প্রভাব ইত্যাদির মতো বিভিন্ন ভৌত প্রভাব ব্যবহার করে নতুন ডিভাইস ফাংশনও উপলব্ধি করা যেতে পারে।
২. সমন্বিত আলোকবিজ্ঞানের গবেষণা ও প্রয়োগ
ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স শিল্প, সামরিক এবং অর্থনীতির মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবে এটি প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে ব্যবহৃত হয়:
১. যোগাযোগ এবং অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক
উচ্চ গতি ও বৃহৎ ধারণক্ষমতা সম্পন্ন অপটিক্যাল কমিউনিকেশন নেটওয়ার্ক বাস্তবায়নের জন্য অপটিক্যাল ইন্টিগ্রেটেড ডিভাইসগুলো হলো মূল হার্ডওয়্যার; যার মধ্যে রয়েছে উচ্চ-গতিসম্পন্ন ইন্টিগ্রেটেড লেজার উৎস, 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 হলো এমন একটি কম্পিউটার যা তথ্য স্থানান্তরের মাধ্যম হিসেবে আলো ব্যবহার করে। ফোটন হলো বোসন কণা, যার কোনো বৈদ্যুতিক চার্জ নেই, এবং এর আলোক রশ্মিগুলো একে অপরকে প্রভাবিত না করে সমান্তরালভাবে বা আড়াআড়িভাবে যেতে পারে, যার ফলে এর ব্যাপক সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণের সহজাত ক্ষমতা রয়েছে। ফোটনিক কম্পিউটারের আরও কিছু সুবিধা হলো—বিশাল তথ্য ধারণ ক্ষমতা, শক্তিশালী হস্তক্ষেপ-রোধী ক্ষমতা, পারিপার্শ্বিক অবস্থার প্রতি স্বল্প চাহিদা এবং শক্তিশালী ত্রুটি সহনশীলতা। ফোটনিক কম্পিউটারের সবচেয়ে মৌলিক কার্যকরী উপাদানগুলো হলো ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সুইচ এবং ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল লজিক কম্পোনেন্ট।
৩. অন্যান্য প্রয়োগ, যেমন অপটিক্যাল ইনফরমেশন প্রসেসর, ফাইবার অপটিক সেন্সর, ফাইবার গ্রেটিং সেন্সর, ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপ, ইত্যাদি।
পোস্ট করার সময়: ২৮-জুন-২০২৩