ফোটোনিক ক্রিস্টাল

একটি ফোটোনিক স্ফটিক হল একটি আধুনিক উপাদান যা পর্যায়ক্রমে একটি উচ্চ এবং নিম্ন প্রতিসরাঙ্ক সূচক এবং প্রদত্ত বর্ণালী পরিসর থেকে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে তুলনীয় মাত্রা সহ প্রাথমিক কোষ নিয়ে গঠিত। অপটোইলেক্ট্রনিক্সে ফোনিক ক্রিস্টাল ব্যবহার করা হয়। এটি অনুমান করা হয় যে একটি ফোটোনিক স্ফটিক ব্যবহারের অনুমতি দেবে, উদাহরণস্বরূপ। আলোক তরঙ্গের বিস্তার নিয়ন্ত্রণ করতে এবং ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট এবং অপটিক্যাল সিস্টেম তৈরির সুযোগ তৈরি করবে, সেইসাথে একটি বিশাল ব্যান্ডউইথ (পিবিপিএসের ক্রম অনুসারে) সহ টেলিযোগাযোগ নেটওয়ার্ক।

আলোর পথে এই উপাদানটির প্রভাব একটি অর্ধপরিবাহী স্ফটিকের ইলেকট্রনের গতিবিধিতে একটি ঝাঁঝরির প্রভাবের মতো। তাই নাম "ফটোনিক ক্রিস্টাল"। একটি ফোটোনিক স্ফটিকের গঠন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি নির্দিষ্ট পরিসরে এর ভিতরে আলোক তরঙ্গের বিস্তারকে বাধা দেয়। তারপর তথাকথিত ফোটন ফাঁক। ফোটোনিক স্ফটিক তৈরির ধারণাটি 1987 সালে দুটি মার্কিন গবেষণা কেন্দ্রে একই সাথে তৈরি করা হয়েছিল।

নিউ জার্সির বেল কমিউনিকেশন রিসার্চের এলি জাবলোনোভিচ ফোটোনিক ট্রানজিস্টরের জন্য উপকরণ নিয়ে কাজ করেছেন। তখনই তিনি "ফটোনিক ব্যান্ডগ্যাপ" শব্দটি তৈরি করেন। একই সময়ে, প্রিস্টন ইউনিভার্সিটির সজিব জন, টেলিকমিউনিকেশনে ব্যবহৃত লেজারগুলির কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য কাজ করার সময় একই ফাঁকটি আবিষ্কার করেন। 1991 সালে, এলি ইয়াবলোনোভিচ প্রথম ফোটোনিক স্ফটিক পেয়েছিলেন। 1997 সালে, স্ফটিক পাওয়ার জন্য একটি ভর পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছিল।

প্রাকৃতিকভাবে ত্রিমাত্রিক ফোটোনিক ক্রিস্টালের একটি উদাহরণ হল ওপাল, মরফো গণের প্রজাপতির ডানার ফোটোনিক স্তরের উদাহরণ। যাইহোক, ফোটোনিক স্ফটিকগুলি সাধারণত সিলিকন থেকে পরীক্ষাগারে কৃত্রিমভাবে তৈরি করা হয়, যা ছিদ্রযুক্তও। তাদের গঠন অনুযায়ী, তারা এক-, দুই- এবং ত্রিমাত্রিক বিভক্ত। সরলতম কাঠামো হল এক-মাত্রিক কাঠামো। এক-মাত্রিক ফোটোনিক স্ফটিকগুলি সুপরিচিত এবং দীর্ঘ-ব্যবহৃত অস্তরক স্তর, যা একটি প্রতিফলন সহগ দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যা ঘটনা আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে। প্রকৃতপক্ষে, এটি একটি ব্র্যাগ মিরর, যা পর্যায়ক্রমে উচ্চ এবং নিম্ন প্রতিসরাঙ্ক সূচক সহ অনেকগুলি স্তর নিয়ে গঠিত। ব্র্যাগ মিরর একটি নিয়মিত লো পাস ফিল্টারের মতো কাজ করে, কিছু ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিফলিত হয় যখন অন্যগুলি পাস হয়। আপনি যদি ব্র্যাগ আয়নাটিকে একটি টিউবে রোল করেন তবে আপনি একটি দ্বি-মাত্রিক কাঠামো পাবেন।

কৃত্রিমভাবে তৈরি দ্বি-মাত্রিক ফোটোনিক স্ফটিকগুলির উদাহরণ হল ফোটোনিক অপটিক্যাল ফাইবার এবং ফোটোনিক স্তর, যা বেশ কিছু পরিবর্তনের পরে, প্রচলিত সমন্বিত অপটিক্স সিস্টেমের তুলনায় অনেক ছোট দূরত্বে আলোর সংকেতের দিক পরিবর্তন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। ফটোনিক স্ফটিক মডেলিং জন্য বর্তমানে দুটি পদ্ধতি আছে.

первый – PWM (প্লেন ওয়েভ মেথড) এক- এবং দ্বি-মাত্রিক কাঠামোকে বোঝায় এবং ব্লোচ, ফ্যারাডে, ম্যাক্সওয়েল সমীকরণ সহ তাত্ত্বিক সমীকরণের গণনায় গঠিত। দ্বিতীয় ফাইবার অপটিক স্ট্রাকচারের মডেলিং করার পদ্ধতি হল এফডিটিডি (ফিনিট ডিফারেন্স টাইম ডোমেন) পদ্ধতি, যা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের জন্য সময় নির্ভরতার সাথে ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণগুলি সমাধান করে। এটি প্রদত্ত স্ফটিক কাঠামোতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের প্রচারের উপর সংখ্যাসূচক পরীক্ষা চালানোর অনুমতি দেয়। ভবিষ্যতে, এটি আলো নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত মাইক্রোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসগুলির সাথে তুলনীয় মাত্রা সহ ফটোনিক সিস্টেমগুলি অর্জন করা সম্ভব করবে।

ফোটোনিক ক্রিস্টালের কিছু প্রয়োগ:

লেজার রেজোনেটরের নির্বাচনী আয়না,
বিতরণ করা প্রতিক্রিয়া লেজার,
ফোটোনিক ফাইবার (ফটোনিক ক্রিস্টাল ফাইবার), ফিলামেন্ট এবং প্ল্যানার,
ফোটোনিক সেমিকন্ডাক্টর, অতি-সাদা রঙ্গক,
বর্ধিত দক্ষতা সহ এলইডি, মাইক্রোরেসোনেটর, মেটামেটেরিয়াল - বাম উপকরণ,
ফোটোনিক ডিভাইসের ব্রডব্যান্ড পরীক্ষা,
স্পেকট্রোস্কোপি, ইন্টারফেরোমেট্রি বা অপটিক্যাল কোহেরেন্স টমোগ্রাফি (ওসিটি) - একটি শক্তিশালী ফেজ প্রভাব ব্যবহার করে।