मुख्य तथ्य
- संस्थान
- यूनिवर्सिटी ऑफ इलिनोइस अर्बाना-शैंपेन, ग्रेंजर कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग
- प्रकाशन
- नेचर कम्युनिकेशंस, जुलाई 2026
- फिगर ऑफ मेरिट
- लगभग 2,000 (लगभग 33 डेसिबल)
- ट्यूनबिलिटी
- कई टेराहर्ट्ज़
- सामग्री
- लिथियम नाइओबेट
- अनुप्रयोग
- दूरसंचार बैंड
पृष्ठभूमि
एकीकृत फोटोनिक उपकरण, जो इलेक्ट्रॉनों के बजाय प्रकाश का उपयोग करते हैं, स्केलेबल फोटोनिक्स प्रौद्योगिकियों और उच्च बैंडविड्थ संचार के लिए तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। ये डेटा केंद्रों के भीतर कम-शक्ति वाले प्रकाश-आधारित डेटा स्थानांतरण के प्रबंधन के लिए विशेष रूप से मूल्यवान हैं, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता, क्लाउड कंप्यूटिंग और उच्च-प्रदर्शन सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए आवश्यक हैं।
इस क्षेत्र के लिए एक प्रमुख चुनौती ऐसे दृष्टिकोण विकसित करना है जो फोटोनिक सर्किट के भीतर प्रकाश को केवल एक दिशा में प्रसारित करने के लिए बाध्य करें, क्योंकि यह निर्माण दोषों के प्रति मजबूती में सुधार कर सकता है, लेजर स्रोतों की रक्षा कर सकता है और सिस्टम के भीतर ऑप्टिकल सिग्नलों को अधिक स्थिरता प्रदान कर सकता है।
वर्तमान स्थिति
यूनिवर्सिटी ऑफ इलिनोइस अर्बाना-शैंपेन के ग्रेंजर कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग के शोधकर्ताओं ने एक फोटोनिक एकीकृत सर्किट विकसित किया है जो एक रैखिक ऑप्टिकल आइसोलेटर के रूप में कार्य करता है। यह प्रकाश को केवल एक ही दिशा में अत्यंत कम हानि के साथ गुजरने की अनुमति देता है, जबकि विपरीत दिशा में प्रसारित होने वाले लगभग सभी प्रकाश को अवरुद्ध करता है। यह डिज़ाइन ऑटलर-टाउन्स विभाजन नामक परमाणु भौतिकी घटना से प्रेरित है, जिसे वे इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन के माध्यम से फोटोनिक सर्किट के भीतर अनुकरण करते हैं।
परियोजना के प्रमुख गौरव बहल ने कहा कि वर्तमान में सर्वश्रेष्ठ वाणिज्यिक ऑप्टिकल आइसोलेटर मैग्नेटो-ऑप्टिक सामग्रियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं। यह दृष्टिकोण अपेक्षाकृत बड़े पैमाने के फोटोनिक सिस्टम जैसे ऑप्टिकल फाइबर नेटवर्क के लिए ठीक है, लेकिन इसे एकीकृत फोटोनिक्स के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है। चुंबकीय और मैग्नेटो-ऑप्टिक सामग्री फाउंड्री सुविधाओं में प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त नहीं हैं, इन सामग्रियों में उच्च ऑप्टिकल हानि होती है, और उनके उपयोगी गुण तरंग दैर्ध्य पर दृढ़ता से निर्भर करते हैं।
नया इलेक्ट्रो-ऑप्टिक डिज़ाइन लिथियम नाइओबेट नामक विद्युत रूप से ट्यून करने योग्य सामग्री का उपयोग करता है, जिसमें ध्वनि तरंगें शामिल नहीं हैं, जो पहले के डिज़ाइनों की चुनौतियों को दूर करता है। यह दृष्टिकोण लेजर तरंग दैर्ध्य के प्रति अज्ञेय है और इसे कई अलग-अलग अनुप्रयोगों के अनुकूल बनाया जा सकता है। वर्तमान अध्ययन के लिए, उपकरण को दूरसंचार बैंड के लिए डिज़ाइन किया गया था, जो कई ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणालियों में उपयोग की जाने वाली मानक तरंग दैर्ध्य सीमा है।
| मीट्रिक | मान |
|---|---|
| फिगर ऑफ मेरिट | लगभग 2,000 (लगभग 33 डेसिबल) |
| ट्यूनबिलिटी | कई टेराहर्ट्ज़ |
प्रभाव
नए ऑन-चिप डिवाइस ने आगे और पीछे के संचरण के बीच लगभग 2,000 (लगभग 33 डेसिबल) का फिगर ऑफ मेरिट प्रदर्शित किया, जिसमें अत्यंत कम आगे की हानि होती है, जो इसे वाणिज्यिक ऑफ-चिप चुंबकीय आइसोलेटर के बराबर लाता है। इसके अतिरिक्त, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि इलेक्ट्रो-ऑप्टिक आइसोलेटर को कई टेराहर्ट्ज़ पर ट्यून किया जा सकता है, जो पिछले ध्वनिक-ऑप्टिक संस्करण की तुलना में कई हजार गुना अधिक ट्यूनबिलिटी है।
चूंकि इस उपकरण में किसी भी चीज़ को यांत्रिक रूप से स्थानांतरित करने की आवश्यकता नहीं है, इसलिए अब डिवाइस को पर्यावरण से बचाने में मदद के लिए एक सुरक्षात्मक क्लैडिंग परत भी जोड़ी जा सकती है। यह विकल्प ध्वनिक-ऑप्टिक डिज़ाइन के साथ उपलब्ध नहीं था। यह तकनीक डेटा केंद्रों में कॉम्पैक्ट और कम-शक्ति वाले ऑप्टिकल सिग्नल रूटिंग की बढ़ती आवश्यकता को संबोधित कर सकती है, जो एआई और कंप्यूटिंग जैसी राष्ट्रीय स्तर पर महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों के लिए प्रासंगिक है।
भविष्य की संभावनाएं
विश्लेषणात्मक परिदृश्य: नीचे दी गई संभावनाएं निश्चित भविष्यवाणी नहीं हैं।
शोधकर्ताओं ने संकेत दिया है कि वे एक ब्रॉडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक आइसोलेटर पर काम कर रहे हैं जो अत्यंत विस्तृत तरंग दैर्ध्य सीमा पर अच्छे गुण प्रदर्शित करेगा, जिससे ट्यूनिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी। यदि यह सफल होता है, तो यह फोटोनिक सर्किट में व्यापक अनुप्रयोगों को सक्षम कर सकता है।
यदि वर्तमान डिवाइस को विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, तो यह विभिन्न संचार प्रणालियों में एकीकृत हो सकता है। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि यह तकनीक व्यावसायिक रूप से कब उपलब्ध होगी या इसके व्यापक रूप से अपनाने में क्या बाधाएं होंगी।
यदि यह तकनीक परिपक्व होती है, तो यह डेटा केंद्रों में ऑप्टिकल सिग्नल रूटिंग की दक्षता में सुधार कर सकती है, लेकिन इसके वास्तविक प्रभाव का आकलन करने के लिए और अधिक शोध और विकास की आवश्यकता होगी।
स्रोत: newswise.com
