কলোরাডো বোল্ডার ইউনিভার্সিটির প্রফেসর ওয়ান পার্কের গ্রুপ দ্বারা তৈরি অপটিক্যাল ওয়েভগাইড মাইক্রোরেসোনেটরগুলি নতুন অন{0}}চিপ সেন্সর প্রযুক্তির দ্বার উন্মুক্ত করে দিচ্ছে৷
এই ক্ষুদ্র অপটিক্যাল সেন্সরগুলি-চিপে আলো আটকে রাখে এবং এর তীব্রতা-এবং উচ্চতর- তৈরি করেQ ফ্যাক্টর এবং অরৈখিকতা এগুলিকে উদ্দীপিত ব্রিলুইন এবং রামন স্ক্যাটারিং, ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব জেনারেশন, বা কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে সংকীর্ণ{0}}লাইনউইথ লেজারের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে।
"আমরা আমাদের ক্ষেত্রে নতুন উপাদানের সাথে ননলাইনার অপটিক্স অন্বেষণে আগ্রহী-, চ্যালকোজেনাইড, যা তাদের দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্বচ্ছতা, উচ্চ অরৈখিকতা এবং একটি নিরাকার প্রকৃতির জন্য পরিচিত যা লিথিয়াম নাইওবেট এবং সিলিকন নাইট্রাইড, ইলেকট্রিক ইঞ্জিনের ইঞ্জিনের মতো অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে একীকরণের সম্ভাবনা রয়েছে।"
অয়লার?
গ্রুপের অপটিক্যাল ওয়েভগাইড মাইক্রোরেসোনেটর ডিজাইনটি অয়লার "U" বেন্ডের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যা আলোকে প্রায় 3 ন্যানোসেকেন্ডের জন্য মাইক্রোরেসোনেটরের ভিতরে থাকতে দেয় (3-এনএস ফোটনের জীবনকালে, আলো প্রায় আধা মিটার বা প্রায় এক হাজার রাউন্ড ট্রিপ করে)। এটি ডিভাইসগুলির পথের দৈর্ঘ্য বাড়ায় এবং অরৈখিক অপটিক্যাল মিথস্ক্রিয়া সক্ষম করে। এটি মূলত গবেষকদের মাইক্রোরেসোনেটরের অন্তর্নিহিত বাঁক ক্ষয় নিয়ন্ত্রণ করে এবং অন্যান্য অবস্থার--আর্ট ম্যাটেরিয়াল প্ল্যাটফর্মের মতো অতি নিম্ন-ক্ষতির ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করে৷
কেন ঐতিহ্যগত অনুরণনকারী এত আলো হারায় তা চিহ্নিত করার জন্য সিমুলেশনগুলি গুরুত্বপূর্ণ ছিল। "আমরা মোড ফিল্ড ডিস্ট্রিবিউশন গণনা করতে এবং ওভারল্যাপ ইন্টিগ্রেলগুলি সম্পাদন করতে COMSOL মাল্টিফিজিক্স ব্যবহার করেছি," পার্ক বলে৷ "এটি আমাদেরকে সেই সংযোগস্থলে একটি 'সুইট স্পট' চিহ্নিত করার অনুমতি দেয় যেখানে সোজা এবং বাঁকা ওয়েভগাইড মিলিত হয়। আমরা FDTD সিমুলেশনগুলিকে মডেল করার জন্যও ব্যবহার করেছি যে কীভাবে আলো অয়লার বক্ররেখার মাধ্যমে প্রচার করে যাতে আমরা উচ্চতর-অর্ডার মোড উত্তেজনা দমন করতে পারি যা সাধারণত এই ছোট-পদচিহ্নগুলিকে আঘাত করে।"
গ্রুপটি আসলে অন্য একটি পরীক্ষার জন্য স্ট্রাকচার ডিজাইন করেছে এবং উচ্চ আবিস্কার করে খুব অবাক হয়েছিল-Q কারণগুলি তারা দুটি ভিন্ন ক্লিনরুমের মধ্যে পুনরাবৃত্তি করেছে।
"আমাদের 'আহা' মুহূর্তটি উপলব্ধি করছিল যে অয়লার বক্ররেখা ব্যবহার করে-যেখানে বক্রতা রৈখিকভাবে পরিবর্তিত হয়-আমরা খুব শক্ত বাঁক থাকা সত্ত্বেও মৌলিক মোডে থাকার জন্য আলোকে মূলত 'কৌশল' করতে পারি," পার্ক বলে৷ "আমাদের পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি 4.55 × 10 এর তাত্ত্বিক অভ্যন্তরীণ গুণমানের ফ্যাক্টরের সাথে মেলে দেখে এটি অবিশ্বাস্যভাবে ফলপ্রসূ ছিল6. চ্যালকোজেনাইড পিআইসি-র জন্য রিপোর্ট করা মেধার সর্বোচ্চ ননলাইনার ফিগার অর্জন করা হল শীর্ষে থাকা চেরি।"
লিথোগ্রাফি চ্যালেঞ্জ
সেখানে পৌঁছানোর জন্য, দলটিকে প্রথমে তাদের উপাদানগুলির জন্য একটি ইলেক্ট্রন বিম লিথোগ্রাফিক প্যাটার্নিং প্রক্রিয়া তৈরি করতে হয়েছিল, কারণ প্রথাগত লিথোগ্রাফি যা ফোটন ব্যবহার করে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দ্বারা সীমাবদ্ধ।
প্রধান বাধা জড়িত? উপাদান সংবেদনশীলতা. "চ্যালকোজেনাইডগুলি পৃষ্ঠের অক্সিডেশন এবং অপবিত্রতা{1}}সম্পর্কিত শোষণে ভুগতে পারে," পার্ক বলে৷ "দুই স্নাতক ছাত্র, ব্রাইট লু এবং জেমস এরিকসনের নেতৃত্বে একটি প্রচেষ্টায়, আমরা উপাদানের একতাকে উন্নত করতে এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা কমাতে 250 ডিগ্রিতে ভ্যাকুয়াম অ্যানিলিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে এটিকে অতিক্রম করেছি। আমাদের বোরন ট্রাইক্লোরাইড (BCl) সঠিকভাবে ক্রমাঙ্কন করতে হবে।3) এবং আর্গন (এআর) গ্যাসের মিশ্রণ মসৃণ সাইডওয়াল নিশ্চিত করতে ইন্ডাকটিভলি কাপলড প্লাজমা রিঅ্যাকটিভ আয়ন এচিং (ICP RIE) এর সময়, যা 'আল্ট্রাহাই- বজায় রাখার জন্য অত্যাবশ্যকQ' কর্মক্ষমতা।"
PIC-এর জন্য 'সুইস আর্মি নাইফ'
এই অনুরণকগুলি "পিআইসিগুলির জন্য একটি সুইস আর্মি ছুরির মতো," পার্ক বলে৷ "উচ্চের কারণে-Qফ্যাক্টর এবং অরৈখিকতা, তারা বিভিন্ন ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যেমন সরু-লাইনউইথ লেজারের মাধ্যমে উদ্দীপিত ব্রিলুইন এবং রমন স্ক্যাটারিং, মেট্রোলজি এবং টেলিকমিউনিকেশনের জন্য ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব জেনারেশন, অথবা কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণ যেখানে কম-ক্ষতি-চিপ উপাদান নয়।"
এখন পার্কের গোষ্ঠী প্ল্যাটফর্মের কম-ক্ষতি (0.43 dB/m শোষণ ক্ষতি) প্রমাণ করেছে, তারা চূড়ান্ত ক্ষতির সীমার দিকে নজর দিচ্ছে৷ "আমরা 'ম্যাটেরিয়াল-সীমিত' কর্মক্ষমতার দিকে এগিয়ে যাওয়ার জন্য ওয়েভগাইডগুলিকে আরও প্রশস্ত করছি, যা আমাদেরকে সম্ভাব্যভাবে চাপ দিতে পারেQ-ফ্যাক্টরগুলি আরও বেশি এবং আরও বেশি দক্ষ অরৈখিক মিথস্ক্রিয়াকে সক্ষম করে," তিনি বলেছেন।
আরও পড়া
