ক্ষুদ্রকরণ এবং উচ্চ সংহতকরণ লেজার উন্নয়নে একটি মূল প্রস্তাব হয়ে ওঠে

পরবর্তী প্রজন্মের সুসংগত প্লাগযোগ্য ডিভাইসগুলির লক্ষ্য উপলব্ধি করার জন্য, পরবর্তী প্রজন্মের টিউনযোগ্য লেজারগুলিকে অপ্টোইলেক্ট্রনিক ইন্টিগ্রেশনের সম্পূর্ণ নতুন স্তরে পৌঁছাতে হবে।
এটা লক্ষণীয় যে লেজারগুলির ক্ষুদ্রকরণ এবং একীকরণ কেবল একটি আকারের চ্যালেঞ্জ নয়, তবে আরও গুরুত্বপূর্ণ, কীভাবে এই লেজারগুলির শক্তি দক্ষতা উন্নত করা যায়। উন্নত শক্তি দক্ষতার পরিপ্রেক্ষিতে ছোট লেজারগুলি অফার করে এমন কিছু সুবিধা এখানে রয়েছে:
প্রথমত, ছোট লেজারের কম অপারেটিং ভোল্টেজ এবং বর্তমান প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। এর কারণ হল অত্যন্ত সমন্বিত লেজার ডিজাইনগুলি প্রায়শই উন্নত প্রক্রিয়া এবং উপকরণ ব্যবহার করে যা প্রথাগত বড় লেজারগুলির তুলনায় অনেক কম থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ এবং স্রোতগুলির জন্য অনুমতি দেয়।
দ্বিতীয়ত, কমপ্যাক্ট ডিজাইন উন্নত তাপ অপচয়ে অবদান রাখে। ছোট লেজারে, লেজার চিপের মধ্যে আলো যে দূরত্ব অতিক্রম করে তা অনেক কম, যা আলোর ক্ষতি এবং তাপ অপচয়ের সমস্যা কমাতে সাহায্য করে।
উপরন্তু, অত্যন্ত সমন্বিত লেজারগুলি কাপলিং লস কমাতে পারে। ফটোনিক্সে, ফ্রি-স্পেস অপটিক্স এবং চিপের মধ্যে সংযোগ সবসময় একটি প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ ছিল। একটি একক চিপে একাধিক ফাংশন একত্রিত করে, নতুন লেজারগুলি এই কাপলিং এবং এর সাথে সম্পর্কিত ক্ষতিগুলি এড়াতে সক্ষম।
আকার এবং শক্তি খরচ কমাতে ফটোনিক ইন্টিগ্রেশন অপরিহার্য। যত বেশি সংখ্যক উপাদান একটি একক চিপে একত্রিত হয়, ক্ষয়ক্ষতি ধীরে ধীরে হ্রাস পায় এবং সেই অনুযায়ী অপটিক্যাল ট্রান্সসিভারের কার্যকারিতা বৃদ্ধি পায়।
লেজার ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তিতে সাফল্য এবং চ্যালেঞ্জ
টিউনেবল লেজার ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তি গত এক দশকে উল্লেখযোগ্যভাবে অগ্রসর হয়েছে, যা মূলত ছোট আকার এবং উচ্চতর ইন্টিগ্রেশনের জন্য বাজারের চাপের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
2011 সালে, টিউনেবল লেজারগুলি টিউনেবল লেজার অ্যাসেম্বলিজ (ITLA) এর ইন্টিগ্রেশনের জন্য মাল্টি-সোর্স এগ্রিমেন্ট (MSA) এর নির্দেশিকা অনুসরণ করে, প্রাথমিকভাবে তাদের একীকরণের সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।
2015 সালে, টিউনযোগ্য লেজারগুলিকে আরও ছোট করা হয়েছিল এবং কমপ্যাক্ট মাইক্রো-আইটিএলএ আকারে বাজারে আনা হয়েছিল যা আসল ITLA প্যাকেজের আকারের মাত্র 22%, যা উল্লেখযোগ্যভাবে ডিভাইসের আকার হ্রাস করে।
2019 সালে, ন্যানো আইটিএলএ-র আবির্ভাবের সাথে আকারটি আরও হ্রাস করা হয়েছে, একটি মডিউল যা মাইক্রো ITLA-এর মাত্র 39%, যা প্রযুক্তির উন্নয়নে ধারাবাহিকতা এবং ধ্রুবক অগ্রগতি প্রতিফলিত করে।

চিত্র 1: সুসংগত অপটিক্স টিউনেবল লেজার আকৃতি ফ্যাক্টরের বিবর্তন 2011-2021
এই চিত্তাকর্ষক অগ্রগতি সত্ত্বেও, লেজার ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তি এখনও আরও একীকরণ চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি, বিশেষ করে 100G ZR সুসংগত অ্যাক্সেস স্পেসে, যেখানে QSFP28 প্লাগযোগ্য ডিভাইসগুলির জন্য ক্রমবর্ধমান চাহিদা রয়েছে।
QSFP28 প্লাগযোগ্য মডিউলগুলি কম বিদ্যুত খরচ এবং QSFP-DD মডিউলগুলির তুলনায় একটি ছোট ফুটপ্রিন্ট অফার করে, তাই তাদের QSFP-DD মডিউলগুলির মতো একই লেজার ব্যবহার করা উচিত নয়। তাদের যা দরকার - একটি ছোট পদচিহ্ন এবং কম শক্তি খরচ সহ ডেডিকেটেড লেজার সমাধান।

চিত্র 2: 100G অ্যাপ্লিকেশনের জন্য QSFP-DD এবং QSFP-28 ফর্ম ফ্যাক্টরগুলির তুলনা
এই লক্ষ্য অর্জনের জন্য, মনোলিথিক লেজারগুলির বিকাশ সমালোচনামূলক হয়ে ওঠে।
আদর্শভাবে, এই ধরনের লেজার একই চিপে লাভ, লেজার ক্যাভিটি এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার সহ সমস্ত মূল লেজার ফাংশনগুলিকে একীভূত করতে সক্ষম হবে, যার ফলে ইন্টিগ্রেশনে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি, আকার হ্রাস এবং বিদ্যুত খরচ হ্রাস হবে। এই প্রযুক্তির উপলব্ধি পরবর্তী প্রজন্মের অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ডিভাইসগুলির বিকাশের জন্য একটি শক্ত ভিত্তি স্থাপন করবে।
টিউনযোগ্য লেজারের আরও আকার হ্রাস প্রচার করা
ভবিষ্যতে, টিউনেবল লেজারের আকার আরও কমাতে, তাদের অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির একীকরণের উচ্চ ডিগ্রি উপলব্ধি করা প্রয়োজন।
উদাহরণস্বরূপ, প্রতিটি টিউনযোগ্য লেজার বিভিন্ন পরিবেশগত অবস্থার যেমন তাপমাত্রার অধীনে লেজারের আউটপুটের স্থায়িত্ব নিশ্চিত করতে একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার সমাবেশের উপর নির্ভর করে।
তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার সমাবেশকে সরাসরি লেজার চিপের সাথে একীভূত করা, বাহ্যিক সংযোগের পরিবর্তে, লেজার প্যাকেজের স্থানের পদচিহ্ন এবং শক্তি খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।
ইফেক্ট ফটোনিক্স, অপটিক্যাল ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তিতে ডাচ নেতা, একটি উদ্ভাবনী সমাধান নিয়ে এসেছে: তারা বিস্তৃত টিউনেবল লেজারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ একটি একক-চিপ সমাধান তৈরি করেছে, যা একটি একক চিপে তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার সহ সমস্ত ফাংশনকে একীভূত করে। . এই কনফিগারেশন বিদ্যুত খরচ কমাতে এবং ব্যাপক উত্পাদন ড্রাইভিং জন্য আদর্শ.
একটি একক চিপে সমস্ত টিউনেবল লেজার ফাংশন একত্রিত করে, EFFECT ফটোনিক্স সফলভাবে নতুন পিকো-আইটিএলএ (পিআইটিএলএ) মডিউল তৈরি করেছে, যা বিশ্বব্যাপী সুসংগত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে ছোট আইটিএলএ হবে।
পিটিএলএ হল টিউনেবল লেজার ইন্টিগ্রেশনের জন্য একটি দূরদর্শী পণ্য যা একটি প্যাকেজে সমস্ত লেজার ফাংশন অন্তর্ভুক্ত করে যা একটি ন্যানোআইটিএলএ মডিউলের আকারের মাত্র 20%। এটি একটি ন্যানোআইটিএলএ মডিউলের আকারের মাত্র 20%। চিত্র 6-এ দেখানো হিসাবে, একটি আদর্শ ম্যাচস্টিকের তুলনায় পিটলা অত্যন্ত ছোট দেখায়।

চিত্র 3: সুসংগত অপটিক্স ITLA মডিউল ফর্ম ফ্যাক্টর এবং আকার হ্রাসের বিবর্তন, 2011-2023

ক্ষুদ্রাকৃতির ইন্টিগ্রেটেড লেজারের প্রভাব আকারের সুবিধার বাইরে চলে যায়; এটি শক্তি দক্ষতা উন্নত করার জন্য সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ। আরও কমপ্যাক্ট লেজার ডিজাইনগুলি প্রায়ই নিম্ন ভোল্টেজ এবং স্রোতগুলিতে কাজ করতে পারে, যা তাপীয় কর্মক্ষমতা উন্নত করতে এবং সংযোগের ক্ষতি কমাতে সহায়তা করে।
এবং ফটোনিক ইন্টিগ্রেশন এই কর্মক্ষমতা অর্জনের একটি মূল কারণ - একটি একক চিপে একাধিক ফাংশন একত্রিত করে, দক্ষতা সর্বাধিক করা যেতে পারে।
কমপ্যাক্ট এবং শক্তি-দক্ষ QSFP28- আকারের সুসংগত প্লাগযোগ্য ডিভাইস এবং তাদের সাথে থাকা ক্ষুদ্রাকৃতির টিউনেবল লেজারগুলির উচ্চ চাহিদা রয়েছে কারণ আমরা অ্যাক্সেস নেটওয়ার্কগুলিতে 100G সুসংগত প্রযুক্তির ব্যবহারকে এগিয়ে নিয়েছি৷ ইফেক্ট ফটোনিক্স থেকে পিটলা মডিউলগুলি এই একীকরণ এবং ক্ষুদ্রকরণ প্রক্রিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।
একটি ন্যানোআইটিএলএ মডিউলের আকারের মাত্র 20% এ, পিটিএলএ কেবল ছোট আকারের জন্য শিল্পের প্রত্যাশা পূরণ করে না, বরং অপটিক্যাল নেটওয়ার্কের প্রান্তে কমপ্যাক্ট, দক্ষ এবং মাপযোগ্য টিউনেবল লেজারগুলি উপলব্ধি করার জন্য অবিরত সাধনা এবং ড্রাইভও প্রদর্শন করে।