কোয়ান্টাম লেজার সহ ফটোনিক চিপগুলি শেষ পর্যন্ত পুরো সিস্টেমটিকে পুনরায় ডিজাইন না করেই তৈরি করা হচ্ছে
এই লেজারগুলি সরাসরি সিলিকনে কাজ করে এবং এখনও ছয় বছরেরও বেশি সময় ধরে উচ্চ তাপে বেঁচে থাকে
ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া গবেষকরা পলিমার দিয়ে লেজারের ফাঁক পূরণ করেছেন এবং -চিপে পেরেক দিয়ে নির্ভুল রশ্মি নিয়ন্ত্রণ করেছেন
একটি নতুন বানোয়াট পদ্ধতি সিলিকন চিপগুলিতে কোয়ান্টাম ডট (QD) লেজারগুলিকে সরাসরি একীভূত করে ফটোনিক সার্কিটগুলিকে সস্তা এবং আরও বাস্তব করতে পারে, এমন একটি প্রক্রিয়া যা ভবিষ্যতের স্মার্ট হোম ডিভাইস, ফিটনেস ট্র্যাকার এবং এমনকি ল্যাপটপগুলিকে কীভাবে তৈরি করা হয় তা প্রভাবিত করতে পারে।
ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের রোজালিন কোসিকার নেতৃত্বে গবেষণা দল তিনটি মূল কৌশল একত্রিত করে এটি অর্জন করেছে।
তারা সরাসরি ইন্টিগ্রেশনের জন্য একটি পকেট লেজার কনফিগারেশন ব্যবহার করেছে, ধাতব জৈব রাসায়নিক বাষ্প জমা এবং আণবিক মরীচি এপিটাক্সির সাথে জড়িত একটি দুই-পদক্ষেপ বৃদ্ধির পদ্ধতি অনুসরণ করেছে, এবং অপটিক্যাল বীম স্প্রেড কমাতে একটি পলিমার গ্যাপ-ফিলিং কৌশল চালু করেছে।
যত্ন সহকারে প্রকৌশলের সাথে ফাঁকটি বন্ধ করা
এই উন্নয়নটি দীর্ঘস্থায়ী চ্যালেঞ্জগুলিকে সম্বোধন করে যার মধ্যে উপাদানের অসঙ্গতি এবং সংযোগের অদক্ষতা রয়েছে যা ঐতিহাসিকভাবে সমন্বিত ফোটোনিক সিস্টেমের কর্মক্ষমতা এবং মাপযোগ্যতাকে সীমিত করেছে।
সম্মিলিত প্রচেষ্টা প্রাথমিক ইন্টারফেসের ব্যবধান কমিয়েছে এবং লেজারগুলির জন্য সিলিকন ফোটোনিক চিপলেটগুলিতে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করা সম্ভব করেছে।
গবেষকরা যেমন নোট করেছেন, "ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) অ্যাপ্লিকেশনগুলি ঘনতর উপাদান একীকরণের অনুমতি দেওয়ার জন্য একটি ছোট ডিভাইস ফুটপ্রিন্ট সহ চিপ আলোর উত্সগুলির জন্য- আহ্বান করে।"
নতুন পদ্ধতি O-ব্যান্ড ফ্রিকোয়েন্সিতে স্থিতিশীল একক-মোড লেসিং সক্ষম করে, যা ডেটা সেন্টার এবং ক্লাউড স্টোরেজ সিস্টেমে ডেটা যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত-।
সিলিকন দিয়ে তৈরি রিং রেজোনেটরগুলির সাথে সরাসরি লেজারগুলিকে একীভূত করে বা সিলিকন নাইট্রাইড থেকে বিতরণ করা ব্র্যাগ প্রতিফলক ব্যবহার করে, দলটি প্রান্তিককরণ এবং অপটিক্যাল প্রতিক্রিয়া সম্পর্কিত সমস্যাগুলিও সমাধান করেছে।
গবেষণা থেকে আরও আশ্চর্যজনক ফলাফলগুলির মধ্যে একটি হল তাপের অধীনে লেজারগুলি কতটা ভাল কাজ করে।
"আমাদের সমন্বিত QD লেজারগুলি 35 ডিগ্রী তাপমাত্রায় কাজ করার সময় 105 ডিগ্রি পর্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা এবং 6.2 বছরের জীবনকাল প্রদর্শন করেছে," মিসেস কসিকা বলেছেন৷
এই পারফরম্যান্স মেট্রিক্স তাপীয় স্থিতিশীলতার একটি স্তরের পরামর্শ দেয় যা আগে একচেটিয়াভাবে সমন্বিত ডিজাইনের সাথে অর্জন করা কঠিন ছিল।
এই তাপীয় স্থিতিস্থাপকতা বাস্তব-বিশ্বের পরিবেশে আরও টেকসই অ্যাপ্লিকেশনের দরজা খুলে দেয়, যেখানে তাপমাত্রার ওঠানামা ফোটোনিক উপাদানগুলির নির্ভরযোগ্যতা সীমিত করতে পারে।
এটি সক্রিয় শীতলকরণের প্রয়োজনীয়তাও কমিয়ে দিতে পারে, যা ঐতিহ্যগতভাবে অতীতের ডিজাইনে খরচ এবং জটিলতা যুক্ত করেছে।
পারফরম্যান্সের বাইরে, ইন্টিগ্রেশন পদ্ধতি বড়-উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত বলে মনে হয়।
যেহেতু কৌশলটি স্ট্যান্ডার্ড সেমিকন্ডাক্টর ফাউন্ড্রিতে কার্যকর করা যেতে পারে এবং অন্তর্নিহিত চিপ আর্কিটেকচারে বড় পরিবর্তনের প্রয়োজন হয় না, এটি বৃহত্তর গ্রহণের প্রতিশ্রুতি রাখে।
গবেষকরা যুক্তি দেন যে পদ্ধতিটি "খরচ-কার্যকর" এবং "বিস্তৃত বা জটিল পরিবর্তনের প্রয়োজন ছাড়াই ফটোনিক ইন্টিগ্রেটেড চিপ ডিজাইনের একটি পরিসরের জন্য কাজ করতে পারে।"
এটি বলেছে, পদ্ধতিটি সম্ভবত বড় ওয়েফার জুড়ে সামঞ্জস্য এবং বাণিজ্যিক ফোটোনিক সিস্টেমের সাথে সামঞ্জস্যের বিষয়ে তদন্তের মুখোমুখি হবে।
এছাড়াও, নিয়ন্ত্রিত ল্যাব পরিবেশে সাফল্য ভর উত্পাদন সেটিংসে নির্বিঘ্ন স্থাপনার গ্যারান্টি দেয় না।
তবুও, একটি কমপ্যাক্ট লেজার ডিজাইনের সমন্বয়, প্রচলিত প্রক্রিয়াগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণতা এবং O- ব্যান্ড কার্যকারিতার একীকরণ এই উন্নয়নটিকে উল্লেখযোগ্য করে তোলে।
ডেটা সেন্টার থেকে উন্নত সেন্সর পর্যন্ত, এই সিলিকন-সামঞ্জস্যপূর্ণ লেজার ইন্টিগ্রেশন ফোটোনিক সার্কিটগুলিকে ভর-বাজারের কার্যকারিতার কাছাকাছি নিয়ে আসতে পারে৷
