গবেষকরা একটি অত্যন্ত পাতলা চিপ তৈরি করেছেন যার একটি সমন্বিত ফোটোনিক সার্কিট রয়েছে যা বর্ণালী এবং ইমেজিংয়ের জন্য তথাকথিত টেরাহার্টজ ফাঁক - যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীতে 0.3-30THz এর মধ্যে থাকে - কাজে লাগাতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
এই ব্যবধানটি বর্তমানে প্রযুক্তিগতভাবে একটি মৃত অঞ্চলের মতো, যা আজকের ইলেকট্রনিক্স এবং টেলিযোগাযোগ ডিভাইসের জন্য খুব দ্রুত ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণনা করে, কিন্তু অপটিক্স এবং ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য খুব ধীর।
তবে, বিজ্ঞানীদের নতুন চিপ এখন তাদের উপযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, প্রশস্ততা এবং পর্যায় সহ টেরাহার্টজ তরঙ্গ তৈরি করতে সক্ষম করে। এই ধরনের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের ফলে টেরাহার্টজ বিকিরণকে ইলেকট্রনিক এবং অপটিক্যাল উভয় ক্ষেত্রেই পরবর্তী প্রজন্মের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা সম্ভব হবে।
EPFL, ETH জুরিখ এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের মধ্যে পরিচালিত এই কাজটি প্রকাশিত হয়েছেপ্রকৃতি যোগাযোগ।
EPFL-এর স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং-এর ল্যাবরেটরি অফ হাইব্রিড ফোটোনিক্স (HYLAB)-তে গবেষণার নেতৃত্বদানকারী ক্রিস্টিনা বেনিয়া-চেলমাস ব্যাখ্যা করেছেন যে, যদিও টেরাহার্টজ তরঙ্গ আগে ল্যাব সেটিংয়ে তৈরি করা হয়েছিল, পূর্ববর্তী পদ্ধতিগুলি সঠিক ফ্রিকোয়েন্সি তৈরির জন্য মূলত বাল্ক স্ফটিকের উপর নির্ভর করেছিল। পরিবর্তে, তার ল্যাবে লিথিয়াম নিওবেট থেকে তৈরি এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগীদের দ্বারা ন্যানোমিটার স্কেলে সূক্ষ্মভাবে খোদাই করা ফোটোনিক সার্কিটের ব্যবহার অনেক বেশি সুগম পদ্ধতির জন্য তৈরি করে। সিলিকন সাবস্ট্রেটের ব্যবহার ডিভাইসটিকে ইলেকট্রনিক এবং অপটিক্যাল সিস্টেমে একীভূত করার জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
"খুব উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে তরঙ্গ তৈরি করা অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং, এবং খুব কম কৌশলই আছে যা অনন্য প্যাটার্ন দিয়ে এগুলি তৈরি করতে পারে," তিনি ব্যাখ্যা করেন। "আমরা এখন টেরাহার্টজ তরঙ্গের সঠিক টেম্পোরাল আকৃতি তৈরি করতে সক্ষম হয়েছি - মূলত বলতে গেলে, 'আমি এমন একটি তরঙ্গরূপ চাই যা দেখতে এরকম।'"
এটি অর্জনের জন্য, বেনিয়া-চেলমাসের ল্যাব চিপের চ্যানেলগুলির বিন্যাস, যাকে ওয়েভগাইড বলা হয়, এমনভাবে ডিজাইন করেছে যাতে মাইক্রোস্কোপিক অ্যান্টেনাগুলি অপটিক্যাল ফাইবার থেকে আলো দ্বারা উৎপন্ন টেরাহার্টজ তরঙ্গ সম্প্রচার করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
"আমাদের ডিভাইসটি ইতিমধ্যেই একটি স্ট্যান্ডার্ড অপটিক্যাল সিগন্যাল ব্যবহার করছে, এটি সত্যিই একটি সুবিধা, কারণ এর অর্থ হল এই নতুন চিপগুলি ঐতিহ্যবাহী লেজারগুলির সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা খুব ভালভাবে কাজ করে এবং খুব ভালভাবে বোঝা যায়। এর অর্থ হল আমাদের ডিভাইসটি টেলিযোগাযোগ-সামঞ্জস্যপূর্ণ," বেনিয়া-চেলমাস জোর দিয়ে বলেন। তিনি আরও বলেন যে টেরাহার্টজ পরিসরে সংকেত প্রেরণ এবং গ্রহণকারী ক্ষুদ্রাকৃতির ডিভাইসগুলি ষষ্ঠ প্রজন্মের মোবাইল সিস্টেমে (6G) গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে।
আলোকবিদ্যার জগতে, বেনিয়া-চেলমাস স্পেকট্রোস্কোপি এবং ইমেজিংয়ে ক্ষুদ্রাকৃতির লিথিয়াম নিওবেট চিপের বিশেষ সম্ভাবনা দেখেন। অ-আয়নাইজিং ছাড়াও, টেরাহার্টজ তরঙ্গগুলি অন্যান্য অনেক ধরণের তরঙ্গের (যেমন এক্স-রে) তুলনায় অনেক কম শক্তির, যা বর্তমানে কোনও উপাদানের গঠন সম্পর্কে তথ্য প্রদানের জন্য ব্যবহৃত হয় - তা হাড় হোক বা তেল চিত্র। তাই লিথিয়াম নিওবেট চিপের মতো একটি কম্প্যাক্ট, অ-ধ্বংসাত্মক ডিভাইস বর্তমান বর্ণালী কৌশলগুলির তুলনায় কম আক্রমণাত্মক বিকল্প প্রদান করতে পারে।
"আপনি কল্পনা করতে পারেন যে আপনার আগ্রহের কোনও উপাদানের মাধ্যমে টেরাহার্টজ বিকিরণ পাঠানো হচ্ছে এবং এর আণবিক গঠনের উপর নির্ভর করে উপাদানটির প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করার জন্য এটি বিশ্লেষণ করা হচ্ছে। এই সবই একটি ম্যাচ হেডের চেয়ে ছোট ডিভাইস থেকে," তিনি বলেন।
এরপর, বেনিয়া-চেলমাস চিপের ওয়েভগাইড এবং অ্যান্টেনার বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও উন্নত করার পরিকল্পনা করছেন যাতে তরঙ্গরূপগুলিকে আরও বৃহত্তর প্রশস্ততা এবং আরও সূক্ষ্মভাবে সুরক্ষিত ফ্রিকোয়েন্সি এবং ক্ষয় হারের সাথে ইঞ্জিনিয়ার করা যায়। তিনি তার ল্যাবে বিকশিত টেরাহার্টজ প্রযুক্তির কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কার্যকর হওয়ার সম্ভাবনাও দেখেন।
"অনেক মৌলিক প্রশ্নের সমাধান করতে হবে; উদাহরণস্বরূপ, আমরা আগ্রহী যে আমরা কি এই ধরনের চিপ ব্যবহার করে নতুন ধরণের কোয়ান্টাম বিকিরণ তৈরি করতে পারি যা অত্যন্ত স্বল্প সময়ের স্কেলে ব্যবহার করা যেতে পারে। কোয়ান্টাম বিজ্ঞানে এই ধরনের তরঙ্গ কোয়ান্টাম বস্তু নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে," তিনি উপসংহারে বলেন।
পোস্টের সময়: ফেব্রুয়ারী-১৪-২০২৩
