ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির (ক্যালটেক) বিজ্ঞানীরা সরাসরি সিলিকন ওয়েফারে অতি-স্বল্প ক্ষয়িষ্ণু অপটিক্যাল পাথ তৈরির একটি পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন। নতুন এই প্রযুক্তি আলোকে এমনভাবে পরিচালনা করতে সক্ষম যার ক্ষয়িষ্ণুতার হার অপটিক্যাল ফাইবারের কাছাকাছি, বিশেষ করে দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে।
গবেষকরা জার্মানোসিলিকেট গ্লাস ব্যবহার করেছেন—যা অপটিক্যাল ফাইবারে ব্যবহৃত উপাদানের মতোই। ওয়েভগাইডগুলোকে সর্পিল আকারে তৈরি করা হয়েছে, যাতে মাত্র কয়েক সেন্টিমিটার আকারের একটি কমপ্যাক্ট চিপে আলো দীর্ঘ পথ অতিক্রম করতে পারে। এটি অনেকটা স্পুলের ওপর ফাইবার পেঁচানোর মতো, তবে ন্যানোস্কেলে।
দৃশ্যমান বর্ণালীতে নতুন এই প্ল্যাটফর্মটি ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের জন্য ব্যবহৃত আদর্শ উপাদান সিলিকন নাইট্রাইডের চেয়ে 20 গুণ বেশি কার্যকর। ক্ষয়িষ্ণুতা এতটাই কমানো হয়েছে যে, এই ওয়েভগাইডগুলোর ওপর ভিত্তি করে তৈরি লেজারগুলো আলোর সুসংগততায় (coherence) শতগুণেরও বেশি উন্নতি প্রদর্শন করে।
প্রকল্পের প্রধান কেরি ভাহালা উল্লেখ করেছেন যে, এই পদ্ধতিটি অপটিক্যাল ফাইবার উৎপাদনের সুবিধাগুলোকে আদর্শ 8- এবং 12-ইঞ্চি সিলিকন ওয়েফারে নিয়ে আসে। গবেষণার সহ-লেখক পোস্টডক হাও-জিং চেন এবং স্নাতক ছাত্র কেলান কোলবার্ন জোর দিয়ে বলেছেন যে, চুল্লিতে পারমাণবিক স্তর পর্যন্ত 'রিফ্লোয়িং' বা পুনরায় গলানোর প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পৃষ্ঠের মসৃণতা অর্জন করা হয়।
গবেষণার ফলাফল নেচার জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে। ডিভাইসগুলো ইতিমধ্যে রিং রেজোনেটর, বিভিন্ন ধরনের লেজার এবং নন-লিনিয়ার রেজোনেটরে পরীক্ষা করা হয়েছে। সম্ভাব্য প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে চিপ-ভিত্তিক পারমাণবিক ঘড়ি, জাইরোস্কোপ, কোয়ান্টাম সিস্টেম এবং এআই ডেটা সেন্টারে শক্তি-সাশ্রয়ী যোগাযোগ ব্যবস্থা।
আগামী বছরগুলোতে ক্ষুদ্র সেন্সর এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তির বিকাশে এটি কীভাবে প্রভাব ফেলবে? আপাতত একটি বিষয় স্পষ্ট: স্বল্প ক্ষয়িষ্ণুতা এমন আরও সুসংগত এবং সাশ্রয়ী ফোটোনিক সার্কিটের পথ খুলে দিচ্ছে, যা আগে সিলিকনের ক্ষেত্রে অসম্ভব বলে মনে হতো।
এই গবেষণাটি ডারপা (DARPA), মার্কিন বিমান বাহিনী এবং অন্যান্য সংস্থার অর্থায়নে পরিচালিত হয়েছে। বিজ্ঞানীরা জোর দিয়ে বলেছেন যে, এটি কেবল একটি অন্তর্বর্তী পর্যায়—সামনে আরও উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি অপেক্ষা করছে।
