হাই বাইফ্রাঙ্কেন্স ফাইবার টেক গ্লোবাল কমিউনিকেশন সিস্টেমে অগ্রগতি

তাপমাত্রার ওঠানামা দ্বারা প্রভাবিত না হওয়া একটি ফাইবার অপটিক যোগাযোগ ব্যবস্থা কল্পনা করুন, যার সংকেতের স্থিতিশীলতা অত্যন্ত দৃঢ় এবং সংক্রমণ দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত। এটি আর সুদূর স্বপ্ন নয়। উচ্চ দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবার প্রযুক্তি এই ধারণাকে বাস্তবে রূপ দেওয়ার শক্তিশালী ইঞ্জিন হিসেবে কাজ করে, যা প্রচলিত ফাইবারগুলিতে মেরুকরণ সমস্যাগুলির সমাধান করে এবং ফাইবার লেজার এবং ফাইবার সেন্সরগুলিতে ব্যতিক্রমী পারফরম্যান্স প্রদর্শন করে।

দ্বিপ্রতিসরণ ঘটে যখন নির্দিষ্ট মাধ্যমের মধ্য দিয়ে আলো যাওয়ার সময় দুটি বীমে বিভক্ত হয়ে যায়, যা লম্ব মেরুকরণ দিক বরাবর ভিন্ন গতিতে ভ্রমণ করে। অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে, এই ঘটনাটি সংকেত মেরুকরণ অবস্থার পরিবর্তন ঘটায় যা যোগাযোগের গুণমানকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবারগুলি সুনির্দিষ্ট অপটিক্যাল সংকেত ব্যবস্থাপনার জন্য ইচ্ছাকৃতভাবে এই প্রভাব তৈরি এবং নিয়ন্ত্রণ করতে বিশেষ নকশা এবং উপকরণ ব্যবহার করে।

দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবারগুলির গুরুত্ব বেশ কয়েকটি মূল ক্ষেত্রে প্রকাশিত হয়:

• মেরুকরণ রক্ষণাবেক্ষণ:প্রচলিত একক-মোড ফাইবারগুলির মতো নয় যেখানে তাপমাত্রা পরিবর্তন এবং যান্ত্রিক চাপের কারণে এলোমেলো মেরুকরণ পরিবর্তন ঘটে, দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবারগুলি নির্ভরযোগ্য সংকেত ট্রান্সমিশনের জন্য স্থিতিশীল মেরুকরণ অবস্থা বজায় রাখে।
• উচ্চ-পারফরম্যান্স উপাদান:এই ফাইবারগুলি উন্নত অপটিক্যাল ডিভাইস যেমন মেরুকরণ কন্ট্রোলার, বিম স্প্লিটার এবং অপটিক্যাল ফিল্টার তৈরির জন্য গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসেবে কাজ করে, যা টেলিযোগাযোগ, সেন্সিং এবং লেজার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।
• বিশেষ অ্যাপ্লিকেশন:কাঠামোগত পরামিতিগুলির কৌশলগত নকশার মাধ্যমে, দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবারগুলি বিভিন্ন কার্যকরী প্রয়োজনীয়তার জন্য বিচ্ছুরণ ক্ষতিপূরণ এবং উন্নত অ-রৈখিক প্রভাবগুলির মতো অনন্য অপটিক্যাল কার্যকারিতা সক্ষম করে।

ফোটোনিক ক্রিস্টাল ফাইবার ফাইবার প্রযুক্তিতে একটি যুগান্তকারী উদ্ভাবন, যা আলো বিস্তারের বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে পর্যায়ক্রমিক মাইক্রোস্ট্রাকচার (সাধারণত বাতাসের ছিদ্র) অন্তর্ভুক্ত করে। PCF কাস্টমাইজযোগ্য বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্য, উচ্চ অ-রৈখিক সহগ এবং উচ্চতর দ্বিপ্রতিসরণের মতো ব্যতিক্রমী সুবিধা প্রদান করে - যা এটিকে উচ্চ-পারফরম্যান্স দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে।

ঐতিহ্যবাহী দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবারগুলির তুলনায়, PCF প্রদান করে:

• উন্নত দ্বিপ্রতিসরণ:বাতাসের ছিদ্রের মাত্রা এবং বিন্যাসের উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রচলিত ফাইবারগুলির চেয়ে অনেকগুণ বেশি দ্বিপ্রতিসরণের মাত্রা সক্ষম করে।
• তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা:ঐতিহ্যবাহী মেরুকরণ-রক্ষণাবেক্ষণকারী ফাইবারগুলির থেকে ভিন্ন, যা ভিন্ন তাপ প্রসারণ সহগযুক্ত কাঁচের উপাদানের উপর নির্ভর করে, PCF-এর দ্বিপ্রতিসরণ জ্যামিতিক কাঠামো থেকে উদ্ভূত হয়, যা উচ্চতর তাপমাত্রা প্রতিরোধের ক্ষমতা নিশ্চিত করে।
• নকশা নমনীয়তা:PCF-এর উচ্চ মাত্রার ডিজাইন স্বাধীনতা বিশেষ অপটিক্যাল ফাংশন অর্জনের জন্য কাস্টমাইজড কাঠামোগত পরামিতিগুলির অনুমতি দেয়।

দ্বিপ্রতিসরণের মাত্রা বেশ কয়েকটি পরামিতির মাধ্যমে পরিমাপ করা যেতে পারে, যার মধ্যে প্রতিসরাঙ্ক পার্থক্য এবং বীট দৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি প্রচলিত:

• প্রতিসরাঙ্ক পার্থক্য (B):মেরুকরণ দিকের মধ্যে কার্যকর প্রতিসরাঙ্কের পরিবর্তন প্রতিনিধিত্ব করে: B = n_eff_x - n_eff_y। বৃহত্তর মানগুলি শক্তিশালী দ্বিপ্রতিসরণ প্রভাব নির্দেশ করে।
• বীট দৈর্ঘ্য (L_B):মেরুকরণ অবস্থার মধ্যে 2π ফেজ পার্থক্য তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় বিস্তারের দূরত্ব: L_B = λ / B। ছোট বীট দৈর্ঘ্য শক্তিশালী দ্বিপ্রতিসরণের সাথে মিলে যায়।

নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য গ্রুপ বিলম্ব পার্থক্য এবং মেরুকরণ মোড বিচ্ছুরণের মতো অতিরিক্ত পরামিতিগুলি দ্বিপ্রতিসরণকে আরও চিহ্নিত করে।

• জ্যামিতিক গঠন:ফাইবার ক্রস-সেকশন ডিজাইন দ্বিপ্রতিসরণের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। PCF-এর ক্ষেত্রে, বাতাসের ছিদ্রের কনফিগারেশন এই বৈশিষ্ট্যটিকে অত্যন্ত প্রভাবিত করে।
• উপাদানের চাপ:অভ্যন্তরীণ চাপ দ্বিপ্রতিসরণ প্রভাব তৈরি করে, যেমন স্ট্রেস রড অন্তর্ভুক্ত করে ঐতিহ্যবাহী মেরুকরণ-রক্ষণাবেক্ষণকারী ফাইবারগুলিতে প্রদর্শিত হয়।
• তাপমাত্রার প্রভাব:তাপীয় প্রসারণ জ্যামিতিক কাঠামো এবং উপাদানের প্রতিসরাঙ্ক উভয়কেই পরিবর্তন করে, যা স্থিতিশীলতা-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে দ্বিপ্রতিসরণকে প্রভাবিত করে।
• তরঙ্গদৈর্ঘ্যের নির্ভরতা:দ্বিপ্রতিসরণ সাধারণত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে পরিবর্তিত হয় (বিচ্ছুরণ), যা ব্রডব্যান্ড বাস্তবায়নের জন্য বিবেচনা করা প্রয়োজন।

• ফাইবার অপটিক যোগাযোগ:উচ্চ-গতির ট্রান্সমিশন কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য মেরুকরণ মোড বিচ্ছুরণ (PMD) কার্যকরভাবে দমন করে।
• ফাইবার লেজার:নির্ভুল পরিমাপ এবং উপাদান প্রক্রিয়াকরণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য স্থিতিশীল মেরুকৃত আউটপুট তৈরি করে মেরুকরণ-লকড লেজার সিস্টেমগুলিকে সক্ষম করে।
• ফাইবার অপটিক সেন্সর:পরিবেশগত এবং জৈব চিকিৎসা ক্ষেত্রে তাপমাত্রা, চাপ এবং স্ট্রেন পর্যবেক্ষণের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল সেন্সরগুলির বিকাশে সহায়তা করে।
• অ-রৈখিক অপটিক্স:ফোটোনিক তথ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং কোয়ান্টাম যোগাযোগ সিস্টেমে অপটিক্যাল সুইচ, লিমিটার এবং প্যারামেট্রিক অ্যামপ্লিফায়ার সহ ডিভাইসগুলির জন্য অ-রৈখিক অপটিক্যাল প্রভাবগুলি বৃদ্ধি করে।

• প্রতিসরাঙ্ক পার্থক্য:B = n_eff_x - n_eff_y মেরুকরণ-দিকনির্দেশক প্রতিসরাঙ্কের মধ্যে মৌলিক সম্পর্ক স্থাপন করে।
• চাপের প্রভাব:সূত্র n_x = β_x / k = n_x0 - C_1 σ^x - C_2 (σ^y + σ^z) এবং n_y = β_y / k = n_y0 - C_1 σ^y - C_2 (σ^z + σ^x) চাপ-প্ররোচিত প্রতিসরাঙ্ক পরিবর্তন বর্ণনা করে।
• কার্যকরী চাপ গণনা:σ^s = ∫0^(2π) ∫0^∞ σ_s(r, θ) |E|^2 r dr dθ / ∫0^(2π) ∫0^∞ |E|^2 r dr dθ (s=x,y,z) ওজনযুক্ত গড় চাপ বিতরণ নির্ধারণ করে।
• চাপ-প্ররোচিত দ্বিপ্রতিসরণ:B_s = (C_2 - C_1) (σ^x - σ^y) চাপ পার্থক্য এবং ফলস্বরূপ দ্বিপ্রতিসরণের মধ্যে আনুপাতিক সম্পর্ক দেখায়।
• মডাল দ্বিপ্রতিসরণ:B = (β_x - β_y) / k = δβ / k মেরুকরণ-দিকনির্দেশক বিস্তারের ধ্রুবক পার্থক্যকে প্রতিফলিত করে।
• বাঁক-প্ররোচিত প্রভাব:B = n_fast - n_slow = -α (d_fiber / D_cylinder)^2 বক্রতা-সম্পর্কিত দ্বিপ্রতিসরণের পরিমাণ নির্ধারণ করে।

• নতুন উপকরণ:উন্নত কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্যের জন্য ক্যালকোজেনাইড এবং টেলুরাইট কাঁচের অনুসন্ধান।
• উন্নত কাঠামো:উন্নত কার্যকারিতার জন্য মাল্টিকোর এবং হেটেরোজেনিয়াস PCF ডিজাইন তৈরি করা।
• সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন:কম্প্যাক্ট, উচ্চ-দক্ষতা সম্পন্ন সিস্টেমের জন্য অন্যান্য অপটিক্যাল উপাদানগুলির সাথে সংহতকরণ।
• বুদ্ধিমান অপটিমাইজেশন:পরিশোধিত ডিজাইন এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার জন্য এআই কৌশলগুলির বাস্তবায়ন।

উচ্চ দ্বিপ্রতিসরণ ফাইবার প্রযুক্তি অপটিক্যাল যোগাযোগ এবং ফোটোনিক সিস্টেমে উদ্ভাবনকে চালিত করে চলেছে, যা পরবর্তী প্রজন্মের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য রূপান্তরমূলক ক্ষমতা প্রদান করে।