सिलिकॉन चिप पर विकसित लघु लेजर

17.04.2025

सिलिकॉन चिप पर विकसित लघु लेजर

खबरों में क्यों?            

अमेरिका और यूरोप के वैज्ञानिकों ने सिलिकॉन वेफर्स पर सीधे लघु लेजर का सफलतापूर्वक निर्माण किया है, जैसा कि नेचर में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में प्रकाशित हुआ है।

सिलिकॉन चिप पर विकसित लघु लेजर के बारे में

• यह सिलिकॉन फोटोनिक्स के क्षेत्र में एक बड़ी प्रगति है , क्योंकि चिप पर सीधे प्रकाश स्रोत (लेजर) को एकीकृत करना लंबे समय से एक तकनीकी चुनौती रही है ।
• परंपरागत रूप से, लेज़रों को अलग से निर्मित किया जाता है और फिर चिप्स से जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप धीमी गति से संचालन , उच्च लागत और विनिर्माण बेमेल होता है ।
• नया अनुसंधान एक स्केलेबल प्रक्रिया का उपयोग करके सिलिकॉन चिप पर सीधे लेजर विकसित करके और मानक CMOS (पूरक धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक) प्रौद्योगिकी के साथ संगत करके इस मुद्दे को हल करता है , जो वर्तमान अर्धचालक विनिर्माण की रीढ़ है।
• शुरुआत में, इलेक्ट्रॉन सिलिकॉन चिप्स के भीतर डेटा ले जाते थे। हालाँकि, आधुनिक प्रगति इलेक्ट्रॉनों की जगह फोटॉन ले रही है, जिससे सिलिकॉन फोटोनिक्स का उदय हो रहा है ।
• फोटॉन , इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक तेजी से सूचना ले जाते हैं , उच्च बैंडविड्थ और कम ऊर्जा हानि के साथ , उन्हें अगली पीढ़ी के कंप्यूटिंग के लिए आदर्श बनाते हैं, विशेष रूप से डेटा केंद्रों , सेंसर और क्वांटम कंप्यूटिंग में ।

फोटोनिक चिप घटक और लेजर भौतिकी

• एक फोटोनिक सिलिकॉन चिप में चार प्रमुख भाग होते हैं:
  • एक प्रकाश स्रोत (लेज़र) ,
  • फोटॉनों को चैनल करने के लिए वेवगाइड ,
  • प्रकाश संकेतों पर डेटा को एनकोड या डिकोड करने के लिए मॉड्यूलेटर , और
  • फोटोडिटेक्टर प्रकाश को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं
• लेज़र उत्तेजित उत्सर्जन के सिद्धांत पर कार्य करता है , जहां इलेक्ट्रॉन निम्न ऊर्जा स्तर पर गिर जाते हैं , जिससे सुसंगत फोटॉन उत्सर्जित होते हैं और लेज़र किरण बनती है।
• हालांकि, सिलिकॉन में अप्रत्यक्ष बैंडगैप होता है , जिससे यह प्रकाश उत्सर्जन में अक्षम हो जाता है । इसलिए, लेजर निर्माण के लिए प्रत्यक्ष बैंडगैप वाली गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) जैसी सामग्री को प्राथमिकता दी जाती है।
• इस सेटअप को इंडियम गैलियम फॉस्फाइड की एक सुरक्षात्मक परत और लेजर को शक्ति प्रदान करने के लिए विद्युत संपर्कों के साथ पूरा किया गया।

स्रोत: द हिंदू

वैज्ञानिकों ने हाल ही में निम्नलिखित में से किस सामग्री पर सीधे लघु लेजर का निर्माण किया है?

A.ग्राफीन

B.सिलिकॉन वेफर्स

C.गैलियम नाइट्राइड

D.क्वार्ट्ज

उत्तर B