ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক সার্কিট ব্যবহার করে চিপগুলি 'টেরাহার্টজ গ্যাপ' বন্ধ করতে সাহায্য করতে পারে

অনুসন্ধানকারীরা একটি ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক সার্কিট সহ একটি অত্যন্ত পাতলা চিপ তৈরি করেছেন যা তথাকথিত টেরাহার্টজ গ্যাপকে কাজে লাগানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে - ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামে 0.3-30THz এর মধ্যে থাকা - স্পেকট্রোস্কোপি এবং ইমেজিংয়ের জন্য।

এই ফাঁকটি বর্তমানে একটি প্রযুক্তিগত মৃত অঞ্চলের কিছু, যা আজকের ইলেকট্রনিক্স এবং টেলিকমিউনিকেশন ডিভাইসগুলির জন্য খুব দ্রুত, কিন্তু অপটিক্স এবং ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য খুব ধীর ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে বর্ণনা করে৷

যাইহোক, বিজ্ঞানীদের নতুন চিপ এখন তাদের উপযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, প্রশস্ততা এবং ফেজ সহ টেরাহার্টজ তরঙ্গ তৈরি করতে সক্ষম করে।এই ধরনের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রনিক এবং অপটিক্যাল উভয় ক্ষেত্রেই পরবর্তী প্রজন্মের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য টেরাহার্টজ বিকিরণ ব্যবহার করতে সক্ষম হতে পারে।

ইপিএফএল, ইটিএইচ জুরিখ এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের মধ্যে পরিচালিত কাজটি প্রকাশিত হয়েছেপ্রকৃতি যোগাযোগ.

ক্রিস্টিনা বেনিয়া-চেলমাস, যিনি ইপিএফএল স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং-এর হাইব্রিড ফটোনিক্স (HYLAB) গবেষণাগারে গবেষণার নেতৃত্ব দিয়েছিলেন, ব্যাখ্যা করেছেন যে টেরাহার্টজ তরঙ্গগুলি আগে একটি ল্যাব সেটিংয়ে উত্পাদিত হয়েছে, পূর্ববর্তী পদ্ধতিগুলি প্রাথমিকভাবে বাল্ক ক্রিস্টালের উপর নির্ভর করেছিল অধিকার তৈরি করতে। ফ্রিকোয়েন্সিপরিবর্তে, তার ল্যাবের ফটোনিক সার্কিটের ব্যবহার, লিথিয়াম নিওবেট থেকে তৈরি এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগীদের দ্বারা ন্যানোমিটার স্কেলে সূক্ষ্মভাবে খোদাই করা হয়েছে, এটি অনেক বেশি সুবিন্যস্ত পদ্ধতির জন্য তৈরি করে।একটি সিলিকন সাবস্ট্রেটের ব্যবহার ডিভাইসটিকে ইলেকট্রনিক এবং অপটিক্যাল সিস্টেমে একীকরণের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

"খুব উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে তরঙ্গ তৈরি করা অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং, এবং খুব কম কৌশল রয়েছে যা তাদের অনন্য নিদর্শন দিয়ে তৈরি করতে পারে," তিনি ব্যাখ্যা করেছিলেন।"আমরা এখন টেরাহার্টজ তরঙ্গের সঠিক সাময়িক আকৃতি ইঞ্জিনিয়ার করতে সক্ষম হয়েছি - মূলত বলতে, 'আমি এমন একটি তরঙ্গরূপ চাই যা দেখতে এইরকম।'"

এটি অর্জনের জন্য, বেনিয়া-চেলমাসের ল্যাব ওয়েভগাইড নামে পরিচিত চ্যানেলগুলির চিপের বিন্যাসটি এমনভাবে ডিজাইন করেছে যাতে মাইক্রোস্কোপিক অ্যান্টেনাগুলি অপটিক্যাল ফাইবার থেকে আলোর দ্বারা উত্পন্ন টেরাহার্টজ তরঙ্গ সম্প্রচার করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

"আমাদের ডিভাইসটি ইতিমধ্যেই একটি আদর্শ অপটিক্যাল সিগন্যাল ব্যবহার করে তা সত্যিই একটি সুবিধা, কারণ এর মানে হল যে এই নতুন চিপগুলি ঐতিহ্যগত লেজারগুলির সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা খুব ভাল কাজ করে এবং খুব ভালভাবে বোঝা যায়৷এর মানে হল আমাদের ডিভাইস টেলিকমিউনিকেশন-সামঞ্জস্যপূর্ণ,” বেনিয়া-চেলমাস জোর দিয়েছিলেন।তিনি যোগ করেছেন যে টেরাহার্টজ রেঞ্জে সংকেত প্রেরণ এবং গ্রহণকারী ক্ষুদ্রাকৃতির ডিভাইসগুলি ষষ্ঠ প্রজন্মের মোবাইল সিস্টেমে (6জি) গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে।

অপটিক্সের জগতে, বেনিয়া-চেলমাস স্পেকট্রোস্কোপি এবং ইমেজিংয়ে ক্ষুদ্রাকৃতির লিথিয়াম নিওবেট চিপগুলির জন্য বিশেষ সম্ভাবনা দেখেন।অ-আয়নাইজিং ছাড়াও, টেরাহার্টজ তরঙ্গগুলি অন্যান্য অনেক ধরণের তরঙ্গের (যেমন এক্স-রে) তুলনায় অনেক কম-শক্তিসম্পন্ন যা বর্তমানে একটি উপাদানের গঠন সম্পর্কে তথ্য প্রদান করতে ব্যবহৃত হয় - তা হাড় বা তেল চিত্র।একটি কমপ্যাক্ট, অ-ধ্বংসাত্মক ডিভাইস যেমন লিথিয়াম নিওবেট চিপ তাই বর্তমান বর্ণালী কৌশলগুলির একটি কম আক্রমণাত্মক বিকল্প প্রদান করতে পারে।

"আপনি কল্পনা করতে পারেন যে আপনি আগ্রহী এমন একটি উপাদানের মাধ্যমে টেরাহার্টজ বিকিরণ প্রেরণ এবং উপাদানটির আণবিক গঠনের উপর নির্ভর করে, উপাদানটির প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করার জন্য এটি বিশ্লেষণ করছেন৷এই সব একটি ম্যাচ হেড থেকে ছোট একটি ডিভাইস থেকে,” তিনি বলেন.

এর পরে, বেনিয়া-চেলমাস চিপের ওয়েভগাইড এবং অ্যান্টেনার বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও বেশি প্রশস্ততা সহ তরঙ্গরূপ তৈরি করার জন্য এবং আরও সূক্ষ্মভাবে সুর করা ফ্রিকোয়েন্সি এবং ক্ষয় হারের উপর ফোকাস করার পরিকল্পনা করেছেন।তিনি কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য দরকারী হতে তার ল্যাবে বিকশিত টেরাহার্টজ প্রযুক্তির সম্ভাবনাও দেখেন।

“অনেক মৌলিক প্রশ্ন আছে যার সমাধান করতে হবে;উদাহরণস্বরূপ, আমরা নতুন ধরণের কোয়ান্টাম বিকিরণ তৈরি করতে এই জাতীয় চিপগুলি ব্যবহার করতে পারি কিনা তা নিয়ে আমরা আগ্রহী যেগুলি অত্যন্ত স্বল্প সময়ের স্কেলে পরিচালনা করা যেতে পারে।কোয়ান্টাম বিজ্ঞানের এই ধরনের তরঙ্গ কোয়ান্টাম বস্তু নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, "তিনি উপসংহারে এসেছিলেন।