আধুনিক ইলেকট্রনিক্স যত দ্রুত হয়ে উঠেছে, তাদের ক্রিয়াকলাপ বিদ্যুতের পরিবর্তে আলোর উপর ভিত্তি করে যদি তারা আরও দ্রুত হতে পারে। ফাইবার অপটিক কেবলগুলি ইতিমধ্যে আলোর গতিতে তথ্য পরিবহন করে; বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিতে অনুবাদ না করে সেই তথ্যটিতে গণনা করার জন্য অনেকগুলি নতুন অপটিক্যাল উপাদানগুলির জন্য প্রয়োজন।
উটাহ বিশ্ববিদ্যালয়ের ইঞ্জিনিয়ারিং গবেষকরা এখন এমন একটি ডিভাইস তৈরি করেছেন – এটি একটি যা ফ্লাইতে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে হালকা বৃত্তাকার মেরুকরণের বিভিন্ন ডিগ্রি দেওয়ার জন্য। যেহেতু তথ্যটি চিরালিটি হিসাবে পরিচিত আলোর একটি সম্পত্তিতে সংরক্ষণ করা যেতে পারে, তাই গবেষকদের ডিভাইসটি একটি অপটিক্যাল কম্পিউটিং সিস্টেমের একটি বহুমুখী, পুনর্গঠনযোগ্য উপাদান হিসাবে পরিবেশন করতে পারে।
বৈদ্যুতিক ও কম্পিউটার ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের সহকারী অধ্যাপক ওয়েইলু গাওর নেতৃত্বে এবং জিচাও ফ্যান, পিএইচডি। জন এবং মার্সিয়া প্রাইস কলেজ অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে তাঁর ল্যাবটিতে প্রার্থী, ডিভাইসটি প্রদর্শনকারী একটি সমীক্ষা জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল প্রকৃতি যোগাযোগ।
চিরাল আলো বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গকে বোঝায় যা হস্তান্তর প্রদর্শন করে; এগুলি হয় বাম-হাত বা ডানহাতি হতে পারে। এই “হ্যান্ডনেস” চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির ঘূর্ণন থেকে উদ্ভূত হওয়ার সাথে সাথে একটি সর্পিল কাঠামো তৈরি করে।
গাও বলেছিলেন, “প্রচলিত চিরাল অপটিক্স খোদাই করা পাথরের মতো ছিল – সুন্দর তবে হিমশীতল,” গাও বলেছিলেন। “এটি তাদেরকে রিয়েল-টাইম নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য যেমন পুনরায় কনফিগারযোগ্য অপটিক্যাল কম্পিউটিং বা অভিযোজিত সেন্সরগুলির জন্য কার্যকর নয়” “
“আমরা ‘লিভিং’ অপটিক্যাল বিষয় তৈরি করেছি যা বৈদ্যুতিক ডালের সাথে বিকশিত হয়,” ফ্যান বলেছিলেন, “আমাদের সারিবদ্ধ-কার্বন-ন্যানোট ्यूब-ফেজ-পরিবর্তন-ম্যাটারিয়াল হিটারোস্ট্রাকচারকে ধন্যবাদ যা হালকা হেরফের এবং মেমরিটিকে একক স্কেলযোগ্য প্ল্যাটফর্মে একীভূত করে।”
এই “হিটারোস্ট্রাকচার” একাধিক বিভিন্ন পাতলা ছায়াছবির স্ট্যাক নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে বিভিন্ন ওরিয়েন্টেশন সহ প্রান্তিক কার্বন ন্যানোটুবগুলির সংগ্রহ রয়েছে। স্ট্যাকের অন্যান্য ছবিতে জার্মানিয়াম-অ্যান্টিমনি-টেলুরিয়াম, একটি সুপরিচিত “ফেজ-চেঞ্জ উপাদান” বা পিসিএম রয়েছে। কার্বন ন্যানোট ्यूब স্তর বরাবর একটি বৈদ্যুতিক নাড়ি তাপের পরিচয় দেয়, যার ফলে পিসিএম স্তরটির অভ্যন্তরীণ কাঠামো নিরাকার থেকে স্ফটিক থেকে রূপান্তরিত হয়।
“কার্বন ন্যানোটুবগুলি একই সাথে পিসিএম স্যুইচিংয়ের জন্য চিরাল অপটিক্যাল উপাদান এবং স্বচ্ছ ইলেক্ট্রোড হিসাবে কাজ করে – পৃথক নিয়ন্ত্রণের উপাদানগুলির প্রয়োজনীয়তা দূর করে,” ফ্যান বলেছিলেন।
সমালোচনামূলকভাবে, এই পরিবর্তনটি হিটারোস্ট্রাকচারের বৃত্তাকার ডাইক্রিজমকে পরিবর্তন করে, যার অর্থ এটি বিভিন্ন শক্তিতে বিভিন্ন ধরণের বৃত্তাকারভাবে মেরুকৃত আলো শোষণ করতে তৈরি করা যেতে পারে। গবেষণা দলের উত্পাদন কৌশল এবং কৃত্রিম-বুদ্ধিজীবী-সহায়তায় নকশায় অগ্রগতি এই স্তরগুলিকে তাদের পৃথক অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি অবনমিত না করে একটি স্ট্যাকড হিটারোস্ট্রাকচারে একত্রিত করতে সক্ষম করে।
একবার একত্রিত হয়ে গেলে, স্তরগুলি পিসিএম স্তরটির অবস্থার উপর নির্ভর করে বাম- বা ডান-বৃত্তাকার পোলারাইজড আলোর পরিমাণকে বেছে নেয়। এবং যেহেতু সেই পর্যায় পরিবর্তনটি বৈদ্যুতিক নাড়ি দ্বারা শুরু করা যেতে পারে, কাঠামোর সামগ্রিক বিজ্ঞপ্তি দ্বৈতত্বকে রিয়েল-টাইমে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।
সারিবদ্ধ কার্বন ন্যানোটুবস এবং ফেজ-পরিবর্তন-ম্যাটারিয়াল ফিল্মগুলির স্কেলযোগ্য উত্পাদন করার কারণে গবেষকরা ওয়েফার-স্কেলে এটি অর্জন করতে সক্ষম হন।
ডিভাইসের বৃত্তাকার ডাইক্রিজম সংশোধন করতে সক্ষম হওয়া গবেষকদের কোন দিকটি বৃত্তাকারভাবে মেরুকৃত হালকা মোচড়গুলির উপর সূক্ষ্ম-দানাযুক্ত নিয়ন্ত্রণ দেয়, যার অর্থ এর “হস্তক্ষেপ” একটি অপটিক্যাল সার্কিটের মেমরি হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। বিদ্যুতের চেয়ে আলোর গতির সুবিধা ছাড়াও, আলোর অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেখানে সমান্তরালে তথ্য সংরক্ষণ করা যেতে পারে।
গাও বলেছিলেন, “একটি স্বাধীন প্যারামিটার হিসাবে বৃত্তাকার ডাইক্রিজম যুক্ত করে আমরা একটি অর্থোগোনাল তথ্য চ্যানেল তৈরি করি,” গাও বলেছিলেন। “এটি সামঞ্জস্য করা প্রশস্ততা বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মতো অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলিতে হস্তক্ষেপ করে না।”
গবেষণাটি জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন দ্বারা অনুদান নং 2230727, নং 2235276, নং 2316627 এবং নং 2321366 এর মাধ্যমে সমর্থন করেছিল।