অপটিক্যাল ফাইবার এর ইতিহাস এবং অজানা কিছু তথ্য জানুন

 অপটিক্যাল ফাইবার কিভাবে কাজ করে

 

অপটিক অর্থ কাচ এবং ফাইবার অর্থ তন্তু । অপটিক্যাল ফাইবার এর অর্থ হল কাচের তন্তু । এখন প্রশ্ন হল এই অপটিক্যাল ফাইবার কি কাজে ব্যবহার করা হয় । তথ্য আদান প্রদান করার ক্ষেত্রে এই কাচের তন্তু ব্যবহার করা হয় । আমরা যে ইন্টারনেট ব্যবহার করি বা গুগল এর মাধ্যমে যে সকল তথ্য নিয়ে গবেষণা করি । এই সকল কাজ করা হয় এই ফাইবার এর মাধ্যমে ।

বন্ধুরা আজকে আমরা জেনে নিব কিভাবে অপটিক্যাল ফাইবার কাজ করে এবং এর ইতিহাস । কিভাবে আবিষ্কার হল অপটিক্যাল ফাইবার ? কোন বিজ্ঞানী এই অপটিক্যাল ফাইবার আবিষ্কার করছিল ? এই আর্টিকেল টি পড়লে সব অপটিক্যাল ফাইবার এর খুঁটিনাটি সব কিছু বুঝতে পারবেন ।

 অপটিক্যাল ফাইবার কিভাবে কাজ করে

what is optical fiber (অপটিক্যাল ফাইবার কি এবং কিভাবে কাজ করে?)

 

অপটিক্যাল ফাইবার হল সরু কাচের তন্তু । অপটিক্যাল ফাইবার এর সাহায্যে তথ্য পৃথিবীর এক প্রান্ত থেকে ওপর প্রান্তে আদান প্রদান করা হয় । অপটিক্যাল ফাইবার এর মাধ্যমে তথ্য আলোক রূপে পাঠানো হয়ে থাকে । অপটিক্যাল ফাইবার চলাচল করতে পারে মাটি,পানি সুমদ্রের নিচ দিয়ে ।

 

অপটিক্যাল ফাইবার এর ইতিহাস

 

কিভাবে আবিষ্কার হল অপটিক্যাল ফাইবার । যারা একটু প্রযুক্তি নিয়ে ঘাটাঘাটি করে থাকি তাদের সবারই একটাই প্রশ্ন কিভাবে অপটিক্যাল ফাইবার আবিষ্কার করা হল । চলুন জেনে নেই এর ইতিহাস । উনিশ শতকের মাঝামাঝি সময়ে তথ্য এক জায়গা থেকে অন্য জায়গা তে পাঠানো এতো সহজ ছিল না । তখন তথ্য পাঠাতে অনেক পরিশ্রম হত । তাই একদল বিজ্ঞানি এইটা নিয়ে গবেষণা শুরু করলো । তারা ভাবতে লাগলো কিভাবে  একসাথে অনেক গুলো তথ্য পাঠানো যায় । তথ্য আলোক রূপে পাঠানোর চিন্তা করতে লাগলো  । আলোর মাধ্যমে তথ্য পাঠানো সম্ভব কিন্তু আলোকে  একটি নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে প্রেরন করতে হবে । যেভাবে ইচ্ছা আলোকে ব্যবহার করা যায় । যেমন কলের পাইপ এর মধ্য দিয়ে পানি যায় তেমনি আলোকে যদি পাইপের মাধ্যমে প্রেরন করা যায় তাহলে বিষয়টা কেমন হয় ।

তারা ঠিক করলো কাচের রড তৈরি করবে কিন্তু কাচের তৈরি রড তো অনেক ভঙ্গুর হয় একটু আঘাত লাগ্লেই ভেঙ্গে যাবে ।

এরপর প্রচুর গবেষণা করার পর বেড় করল কাচের রডের বদলে কাচের তন্তু তৈরি করবে । কারন কাচের তন্তু সহজেই বাকানো সম্ভব ।

এর পর থেকে কাচের তন্তু তৈরির কাজ শুরু হল ।

 আরও পড়ুন 

লো ভ্যালু কেন দেয় এডসেন্স জানুন

কিন্তু এরপর আরেকটি সমস্যা এর সম্মুখীন হতে হল বিজ্ঞানীদের । আলো কিছু পথ যাওয়ার পরে এর অস্তিস্ত বিলীন হয়ে যাচ্ছে । এই সমস্যার সমাধান করল আমেরিকান বিজ্ঞানী লরেঞ্চ কার্টিস ।

 

তিনি আবিষ্কার করলেন কিভাবে বিশুদ্ধ কাজ ব্যবহার করে অপটিক্যাল ফাইবার বা কাচ তন্তু তৈরি করা যায় ।

 

অপটিক্যাল ফাইবার এর গঠন প্রণালী এবং কত প্রকার

 

অপটিক্যাল ফাইবার এর গঠন একবারেই সরল প্রকৃতির । এটি সরু কাচের তন্তু । কাচের প্রধান অংশ কে বলা হয় কোর (core) । এই কোর তৈরি হয় একেবারে বিশুদ্ধ কাচ থেকে । কিছু সময় এটি তৈরি করতে বিশুদ্ধ প্লাস্টিক ও ব্যবহার করা হয় । অপটিক্যাল ফাইবার তৈরি করার মৌলিক উপাদান গুলো হলঃ ফ্লুরোজিরকোনাইট (fluorozirconate), ফ্লুরোঅ্যালুমিনেট (fluoroaluminate), এবং ক্যালকোজেনাইড (chalcogenide) । এই উপাদান গুলো দিয়ে স্বল্প দীর্ঘের তন্তু বানানো হয় । 

কোর এর বাহিরের স্তর কে বলা হয় ক্ল্যাডিং । ক্ল্যাডিং আলোকে তন্তুর মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখতে সাহায্য করে ।

আবার এই ক্ল্যাডিং সুরুক্ষা রাখার জন্য এর উপর আরেকটি স্তর ব্যবহার করা হয় যার নাম প্লাস্টিক কোটিং । এভাবে তৈরি হয় অপটিক্যাল ফাইবার এর একটি strand । এভাবে এক বা একাধিক strand মিলে একটি অপটিক্যাল ক্যাবল তৈরি করা হয় । এই তন্তু গুলো ফাইবার কানেক্টর এর মাধ্যমে আলো যাতায়াত করানো হয়ে থাকে ।

 

অপটিক্যাল ফাইবারের প্রকারভেদ

কত প্রকার এবং কি কি ?

 

প্রাথমিক ভাবে গঠন অনুসারে অপটিক্যাল ফাইবার কে ৩ ভাগে বিভক্ত করতে পারি যেমনঃ

১। Uniform index fiber

এই তন্তুর প্রতিসারংক সব সময় একই রকম থাকে কখন এর মানের পরিবর্তন হয় না ।

২। Graded index fiber

এই তন্তুর ক্ষেত্রে প্রতিসরাঙ্কের মান দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে কমতে থাকে ।

 ৩। plastic optical fiber

এই ক্ষেত্রে কোর হিসাবে প্লাস্টিক ব্যবহার করা হয়ে থাকে ।

 

অপটিক্যাল ফাইবারকে আলোর চলাচল অনুসারে আরো দুই ভাগে ভাগ করা হয়েছে ।

 

১। সিঙ্গেল মুড

এখানে সাধারণত আলোর উৎস হিসাবে লেজার লাইট ব্যবহার করা হয় । এই আলো অনেক দূর পর্যন্ত তথ্য প্রেরন করতে পারে । কিন্তু ট্রান্সমিশন পাওয়ার তুলনা মুলকভাবে কম ।

২। মাল্টি মুড

এখানে একাধিক আলোর উৎস ব্যবহার করা হয় যেমন এলইডি লাইট । একসাথে একাধিক তথ্য বেশি দূর পর্যন্ত পৌছাতে পারে না তবে ট্রান্সমিশন পাওয়ার হাই হয়ে থাকে ।

 

এই হল অপটিক্যাল ফাইবার এর প্রকার ভেদ

এখন চলুন জেনে নেই অপটিক্যাল ফাইবার কিভাবে কাজ করে

 

অপটিক্যাল ফাইবার এর কাজ সম্পর্কে জানতে হলে ক্লাস নাইন এর বই পড়তে হবে । ঐখানে বিস্তারিত ভাবে দেওয়া আছে কিভাবে আলোর প্রতিসরন হয় । আলো কিভাবে চলাচল করে থাকে ।

মরীচিকা বিষয়ে আমরা কম বেশি সবাই জানি । কিভাবে আলোর অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন হয়ে থাকে । আজকে আরো একটু ভাল ভাবে জেনে নেই ।

 

আলো যেকোনো হালকা মাধ্যম থেকে বেড় হয়ে ঘন মাধ্যমে প্রবেশ করলে কিছুটা বেকে যায় ।

এই আলোকে যদি ক্রান্তি কোণের চেয়ে বড় কোণে ফেলা হয়, তবে সেই আলো প্রতিসরিত হয়ে বের হয়ে যায় না। বরং প্রতিফলিত হয়ে আগের মাধ্যমেই ফিরে আসে। এটিই হলো পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন।

 

আলোর এই প্রতিফলন নীতিকে কাজে লাগিয়েই অপটিক্যাল ফাইবার এর মাধ্যমে আলোর প্রেরন করানো হয় । এখানে কাচের তন্তুর উপর আলো ৪২⁰ এর কম কনে প্রতিফলন ঘটানো হয় এবং এই ভাবেই আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন চলতে থাকে । এর ফলে তথ্য এর গুন নষ্ট না হয়ে আসা যাওয়া করতে পারে ।

 

এই আলো কিছু পথ যাওয়ার পর গতি কমে যায় এই গতি বাড়ানোর জন্য রিপিটার ব্যবহার করা হয় যাতের এর মান নষ্ট না হয় । যখন রিপিটার এর মধ্যে আলো প্রবেশ করে তখন এর গতি অনেক কম থাকে কিন্তু বেড় হওয়ার সময় অনেক গুন বেড়ে যায় ।

 

এখন প্রশ্ন হল পানি বা মাটির নিচে এই এমপ্লিফায়ার শক্তি পায় কিভাবে । অপটিক্যাল ফাইবার এর ক্যাবল এর সাথে তামার পাতলা একটা আবরন থাকে এর তামার মাধ্যমে পানির তলে কিংবা মাটির তলে শক্তি পায় ।

 

অপটিক্যাল ফাইবার এর তথ্য আদানপ্রদান পদ্ধতি

আচ্ছা তথ্য না হয় কাচের তন্তুর ভেতর দিয়ে যায় । কিন্তু আমরা মোবাইল থেকে গুগল এ তথ্য প্রেরন করি কিভাবে ? প্রশ্ন একটা থেকেই যায় । আপনার ফোনে তো কোন ক্যাবল লাগানো নেই । চলুন জেনে নেই কার্যপদ্ধতি ।

মনে করুন আপনি আপনার বন্ধুকে একটা মেসেজ পাঠালেন কেমন আছ । এই ওয়ার্ড টি প্রথমে বাইনারী তে কনভার্ট হবে এর পর এই সংকেত পোঁছে দিবে লোকাল সেল টাওয়ার এ । ইলেক্ট্র ম্যাগনেটিক ফ্রিকুয়েন্সি ঐ টাওয়ারে লাইট প্লাস তৈরি করে তখন ঐ টাওয়ার থেকে ক্যাবল এর মাধ্যমে সংকেত বহুদূর চলে যায় । সারা পৃথিবী জুরে এই অপটিক্যাল ফাইবার রয়েছে তাই আমরা সারা পৃথিবী কে হাতের মুঠতে নিতে পারি ।

 

অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল কেন এত জরুরী

অপটিক্যাল ফাইবার এর ক্যাবল অনেক টেক সহ এবং মজবুত হয় তামার তৈরি তার এর থেকে । কারন রাউটার এর লোকাল সংযোগে তামার তার এর ব্যবহার করে থাকি । এই জন্য বিদ্যুৎ চমকালে বা বৃষ্টি হলে ওয়াইফাই এর গতি কমে যায় । এর পরিবরতে যদি অপটিক্যাল ক্যাবল ব্যবহার করা হত তাহলে এতো চিন্তা করা লাগতো না ।

 

এক দেশ থেকে আরেক দেশে তথ্য প্রেরনে কেন তামার তার ব্যবহার হয় না

 

মাটির নিচে বা সুমদ্রের নিচে কিন্তু তামার তার ব্যবহার করা সম্ভব না । কারন এই তার কিছুদিন পর পর নষ্ট হয়ে যায় এবং এর মধ্য দিয়ে তথ্য আদান প্রদান এর সময় ইলেকট্রিক ফ্লিড এর প্রব্লেম হয় । কিন্তু অপটিক্যাল ফাইবার এ  রকম কোন প্রভাব পড়ে না এবং অনেক দিন টেক সই হয় । তাই অনেক দূরে তথ্য প্রেরন করার জন্য অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল ব্যবহার করা হয় ।

 

হাই ব্র্যান্ডউইথ (high brandwith)

 

অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল ব্যবহার এর সবচেয়ে বড় সুবিধা হল উচ্চ ব্রান্ডউইথ । ডাটা দ্রুত প্রেরন করা যায় । যা তামার তারে কখন সম্ভব না । অনেক বেশি দ্রুতেও ডাটা অনেক কম সময়ে পাঠানো সম্ভব হয় ।

 

তথ্য আদান প্রদান ছাড়াও অপটিক্যাল ফাইবার এর ব্যবহার এর কয়েকটি খাত

 

অপটিক্যাল ফাইবার সর্ব প্রথম ব্যবহার করা হয়েছিল ইন্ডওস্কপিতে (endoscopy) । তাহলে বুঝতেই পারছেন ব্যাপার টা এই প্রযুক্তি কত টা উন্নত পর্যায় এর । এই প্রযুক্তি দিয়ে প্রথমেই মানুষের শরীর এর ভেতরের অবস্থা দেখা হয়েছিল ।

 

সেন্সর হিসাবেও ব্যবহার করা হয়েছে অপটিক্যাল ফাইবার  ।

লাইট সোর্স হিসাবে লেজার লাইট এ ব্যবহার করা হয় অপটিক্যাল ফাইবার ।

সি সি টিভি ক্যামেরা তে ব্যবহার করা হয় ।

কম্পিউটার নেটওয়ার্ক এর ক্ষেত্রে ও ব্যবহার করা হয় ।

এছাড়া ও এখন অনেক খাতেই ব্যবহার হচ্ছে অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল ।

 

অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল এর কিছু অপকারিতা

 

এই ক্যাবল জোরা দেওয়া অনেক কষ্ট সাধ্য ।

অপটিক্যাল ফাইবার ক্যাবল ইন্সটল অনেক ব্যয় বহুল ।

এই ক্যাবল বায়ু স্তরে ব্যবহার করা যায় না ।

 

এই ফাইবার পরিচালনা করার জন্য হাই পাওয়ার লাইট সোর্স এর প্রয়োজন হয়ে থাকে ।

 

আজ এই পর্যন্ত বন্ধুরা

প্রত্যেক টি জিনিসের ভাল খারাপ দুই দিক রয়েছে । তাই আমাদের সাধানতার সাথে ব্যবহার করা উচিত ।