১. লেজার শিল্পের সংক্ষিপ্ত বিবরণ
(1) লেজার পরিচিতি
লেজার (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, সংক্ষেপে লেজার) হলো একটি সমান্তরাল, একবর্ণী, সুসংগত ও দিকনির্দেশক আলোক রশ্মি, যা উত্তেজিত ফিডব্যাক রেজোন্যান্স এবং বিকিরণের মাধ্যমে একটি সংকীর্ণ কম্পাঙ্কে আলোক বিকিরণের বিবর্ধন দ্বারা উৎপন্ন হয়।
১৯৬০-এর দশকের গোড়ার দিকে লেজার প্রযুক্তির উদ্ভব ঘটে এবং সাধারণ আলো থেকে এর সম্পূর্ণ ভিন্ন প্রকৃতির কারণে, লেজার শীঘ্রই বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হতে শুরু করে এবং বিজ্ঞান, প্রযুক্তি, অর্থনীতি ও সমাজের উন্নয়ন ও রূপান্তরকে গভীরভাবে প্রভাবিত করে।
লেজারের আবির্ভাব প্রাচীন আলোকবিজ্ঞানের চেহারা আমূল বদলে দিয়েছে, চিরায়ত আলোকীয় পদার্থবিজ্ঞানকে একটি নতুন উচ্চ-প্রযুক্তি শাখায় প্রসারিত করেছে যা চিরায়ত আলোকবিজ্ঞান এবং আধুনিক ফোটোনিক্স উভয়কেই অন্তর্ভুক্ত করে এবং মানব অর্থনীতি ও সমাজের উন্নয়নে এক অনস্বীকার্য অবদান রেখেছে। লেজার পদার্থবিজ্ঞান গবেষণা আধুনিক ফোটোনিক্স পদার্থবিজ্ঞানের দুটি প্রধান শাখার বিকাশে অবদান রেখেছে: শক্তি ফোটোনিক্স এবং তথ্য ফোটোনিক্স। এটি অরৈখিক আলোকবিজ্ঞান, কোয়ান্টাম আলোকবিজ্ঞান, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, লেজার সেন্সিং ও যোগাযোগ, লেজার প্লাজমা পদার্থবিজ্ঞান, লেজার রসায়ন, লেজার জীববিজ্ঞান, লেজার চিকিৎসাবিজ্ঞান, অতি-সঠিক লেজার স্পেকট্রোস্কোপি ও মেট্রোলজি, লেজার পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞান (লেজার কুলিং এবং বোস-আইনস্টাইন ঘনীভূত পদার্থ গবেষণা সহ), লেজার কার্যকরী পদার্থ, লেজার উৎপাদন, লেজার মাইক্রো-অপটোইলেকট্রনিক চিপ নির্মাণ, লেজার থ্রিডি প্রিন্টিং এবং ২০টিরও বেশি আন্তর্জাতিক অগ্রবর্তী শাখা ও প্রযুক্তিগত প্রয়োগকে অন্তর্ভুক্ত করে। লেজার বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিভাগ (ডিএসএল) নিম্নলিখিত ক্ষেত্রগুলিতে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে।
লেজার উৎপাদন শিল্পে বিশ্ব "আলোক উৎপাদন"-এর যুগে প্রবেশ করেছে। আন্তর্জাতিক লেজার শিল্প পরিসংখ্যান অনুসারে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বার্ষিক জিডিপির ৫০%¹ উচ্চ-স্তরের লেজার অ্যাপ্লিকেশনের দ্রুত বাজার সম্প্রসারণের সাথে সম্পর্কিত। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জার্মানি এবং জাপানের মতো কয়েকটি উন্নত দেশ মোটরগাড়ি এবং বিমান চালনার মতো প্রধান উৎপাদন শিল্পগুলিতে লেজার প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে প্রচলিত প্রক্রিয়াগুলির প্রতিস্থাপন মূলত সম্পন্ন করেছে। শিল্প উৎপাদনে লেজার স্বল্প-ব্যয়, উচ্চ-গুণমান, উচ্চ-দক্ষতা এবং বিশেষ উৎপাদন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যাপক সম্ভাবনা দেখিয়েছে, যা প্রচলিত উৎপাদন দ্বারা অর্জন করা সম্ভব নয়, এবং এটি বিশ্বের প্রধান শিল্পোন্নত দেশগুলির মধ্যে প্রতিযোগিতা এবং উদ্ভাবনের একটি গুরুত্বপূর্ণ চালক হয়ে উঠেছে। দেশগুলি লেজার প্রযুক্তিকে তাদের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অত্যাধুনিক প্রযুক্তি হিসেবে সক্রিয়ভাবে সমর্থন করছে এবং জাতীয় লেজার শিল্প উন্নয়ন পরিকল্পনা তৈরি করেছে।
(2)লেজারউৎস পিনীতি
লেজার হলো একটি যন্ত্র যা উত্তেজিত বিকিরণ ব্যবহার করে দৃশ্যমান বা অদৃশ্য আলো তৈরি করে, যার গঠন জটিল এবং প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতা অনেক বেশি। এর অপটিক্যাল সিস্টেমটি প্রধানত পাম্প উৎস (উত্তেজক উৎস), গেইন মিডিয়াম (কার্যকরী পদার্থ), রেজোনেন্ট ক্যাভিটি এবং অন্যান্য অপটিক্যাল ডিভাইসের উপাদান দ্বারা গঠিত। গেইন মিডিয়াম হলো ফোটন তৈরির উৎস, এবং পাম্প উৎস দ্বারা উৎপন্ন শক্তি শোষণ করে এটি গ্রাউন্ড স্টেট থেকে উত্তেজিত অবস্থায় লাফিয়ে ওঠে। যেহেতু উত্তেজিত অবস্থাটি অস্থিতিশীল, তাই এই সময়ে গেইন মিডিয়াম শক্তি নির্গত করে গ্রাউন্ড স্টেটের স্থিতিশীল অবস্থায় ফিরে আসে। শক্তি নির্গমনের এই প্রক্রিয়ায় গেইন মিডিয়াম ফোটন তৈরি করে, এবং এই ফোটনগুলোর শক্তি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং দিকের মধ্যে উচ্চ মাত্রার সামঞ্জস্য থাকে। এগুলো অপটিক্যাল রেজোনেন্ট ক্যাভিটিতে ক্রমাগত প্রতিফলিত হয়ে পারস্পরিক গতিতে চলতে থাকে, যার ফলে ক্রমাগত বিবর্ধিত হয় এবং অবশেষে প্রতিফলকের মধ্য দিয়ে লেজার রশ্মি তৈরি করে নির্গত হয়। টার্মিনাল সরঞ্জামের মূল অপটিক্যাল সিস্টেম হিসেবে, লেজারের কার্যকারিতা প্রায়শই লেজার সরঞ্জামের আউটপুট রশ্মির গুণমান এবং শক্তি সরাসরি নির্ধারণ করে, এবং এটি টার্মিনাল লেজার সরঞ্জামের একটি মূল উপাদান।
পাম্প উৎস (উত্তেজনা উৎস) গেইন মিডিয়ামে শক্তি সরবরাহ করে। গেইন মিডিয়ামটি উত্তেজিত হয়ে ফোটন উৎপাদন করে, যা লেজার তৈরি ও বিবর্ধন করে। রেজোনেন্ট ক্যাভিটি হলো সেই স্থান, যেখানে ক্যাভিটির মধ্যে ফোটনের দোলন নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে ফোটনের বৈশিষ্ট্য (কম্পাঙ্ক, দশা এবং ক্রিয়ার দিক) নিয়ন্ত্রণ করে একটি উচ্চ মানের আউটপুট আলোক উৎস পাওয়া যায়। পাম্প উৎস (উত্তেজনা উৎস) গেইন মিডিয়ামের জন্য শক্তি সরবরাহ করে। গেইন মিডিয়ামটি উত্তেজিত হয়ে ফোটন উৎপাদন করে, যা লেজার তৈরি ও বিবর্ধন করে। রেজোনেন্ট ক্যাভিটি হলো সেই স্থান, যেখানে ক্যাভিটির মধ্যে ফোটনের দোলন নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে ফোটনের বৈশিষ্ট্য (কম্পাঙ্ক, দশা এবং ক্রিয়ার দিক) সমন্বয় করে একটি উচ্চ মানের আউটপুট আলোক উৎস পাওয়া যায়।
(3)লেজার উৎসের শ্রেণিবিন্যাস
লেজার উৎসকে গেইন মাধ্যম, আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য, অপারেশন মোড এবং পাম্পিং মোড অনুসারে নিম্নরূপে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে।
① লাভ মাধ্যম দ্বারা শ্রেণিবিন্যাস
বিভিন্ন গেইন মিডিয়ার ওপর ভিত্তি করে লেজারকে সলিড স্টেট (যার মধ্যে রয়েছে সলিড, সেমিকন্ডাক্টর, ফাইবার, হাইব্রিড), লিকুইড লেজার, গ্যাস লেজার ইত্যাদিতে ভাগ করা যায়।
| লেজারউৎসপ্রকার | গেইন মিডিয়া | প্রধান বৈশিষ্ট্য |
| সলিড স্টেট লেজার উৎস | কঠিন পদার্থ, সেমিকন্ডাক্টর, ফাইবার অপটিক্স, হাইব্রিড | চমৎকার স্থিতিশীলতা, উচ্চ ক্ষমতা, কম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ, শিল্পায়নের জন্য উপযুক্ত। |
| তরল লেজার উৎস | রাসায়নিক তরল | ঐচ্ছিক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর পাওয়া যায়, কিন্তু এর আকার বড় এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ বেশি। |
| গ্যাস লেজার উৎস | গ্যাস | উচ্চ মানের লেজার আলোর উৎস, কিন্তু আকার বড় এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ বেশি। |
| মুক্ত ইলেকট্রন লেজার উৎস | একটি নির্দিষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রে ইলেকট্রন রশ্মি | অতি উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন ও উচ্চ মানের লেজার আউটপুট অর্জন করা সম্ভব, কিন্তু এর উৎপাদন প্রযুক্তি এবং উৎপাদন খরচ অত্যন্ত বেশি। |
ভালো স্থিতিশীলতা, উচ্চ ক্ষমতা এবং কম রক্ষণাবেক্ষণ খরচের কারণে সলিড-স্টেট লেজারের প্রয়োগ অত্যন্ত সুবিধাজনক।
সলিড-স্টেট লেজারগুলোর মধ্যে সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলোর উচ্চ দক্ষতা, ক্ষুদ্র আকার, দীর্ঘ জীবনকাল, কম শক্তি খরচ ইত্যাদির মতো সুবিধা রয়েছে। একদিকে, এগুলোকে লেজার প্রসেসিং, চিকিৎসা, যোগাযোগ, সেন্সিং, ডিসপ্লে, মনিটরিং এবং প্রতিরক্ষা ক্ষেত্রে মূল আলোক উৎস ও সহায়ক হিসেবে সরাসরি প্রয়োগ করা যায় এবং এগুলো কৌশলগত উন্নয়ন তাৎপর্যসহ আধুনিক লেজার প্রযুক্তির বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি হয়ে উঠেছে।
অন্যদিকে, সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলো সলিড-স্টেট লেজার এবং ফাইবার লেজারের মতো অন্যান্য লেজারের জন্য কোর পাম্পিং আলোক উৎস হিসেবেও ব্যবহৃত হতে পারে, যা সমগ্র লেজার ক্ষেত্রের প্রযুক্তিগত অগ্রগতিকে ব্যাপকভাবে ত্বরান্বিত করছে। বিশ্বের সকল প্রধান উন্নত দেশ এটিকে তাদের জাতীয় উন্নয়ন পরিকল্পনায় অন্তর্ভুক্ত করেছে, জোরালো সমর্থন জুগিয়েছে এবং এর দ্রুত উন্নয়ন ঘটিয়েছে।
২ পাম্পিং পদ্ধতি অনুসারে
পাম্পিং পদ্ধতি অনুসারে লেজারকে বৈদ্যুতিকভাবে পাম্প করা, আলোকীয়ভাবে পাম্প করা, রাসায়নিকভাবে পাম্প করা লেজার ইত্যাদিতে ভাগ করা যায়।
বৈদ্যুতিকভাবে চালিত লেজার বলতে সেই লেজারকে বোঝায় যা বিদ্যুৎ প্রবাহ দ্বারা উত্তেজিত হয়, গ্যাস লেজারগুলি প্রধানত গ্যাস নিঃসরণের মাধ্যমে উত্তেজিত হয়, অন্যদিকে সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলি প্রধানত বিদ্যুৎ প্রবাহের মাধ্যমে উত্তেজিত হয়।
প্রায় সকল সলিড স্টেট লেজার এবং লিকুইড লেজারই হলো অপটিক্যাল পাম্প লেজার, এবং অপটিক্যাল পাম্প লেজারের কোর পাম্পিং উৎস হিসেবে সেমিকন্ডাক্টর লেজার ব্যবহৃত হয়।
রাসায়নিকভাবে চালিত লেজার বলতে সেই লেজারকে বোঝায় যা রাসায়নিক বিক্রিয়া থেকে নির্গত শক্তি ব্যবহার করে কার্যকারী পদার্থকে উত্তেজিত করে।
③ কার্যপ্রণালী অনুসারে শ্রেণিবিন্যাস
লেজারকে তার কার্যপ্রণালী অনুসারে অবিচ্ছিন্ন লেজার এবং স্পন্দিত লেজারে ভাগ করা যায়।
কন্টিনিউয়াস লেজারে প্রতিটি শক্তি স্তরে কণার সংখ্যা এবং ক্যাভিটির বিকিরণ ক্ষেত্রের একটি স্থিতিশীল বণ্টন থাকে, এবং এর কার্যপ্রণালীর বৈশিষ্ট্য হলো দীর্ঘ সময় ধরে অবিচ্ছিন্নভাবে কার্যকারী পদার্থের উত্তেজনা এবং সংশ্লিষ্ট লেজার আউটপুট। কন্টিনিউয়াস লেজার দীর্ঘ সময় ধরে অবিচ্ছিন্নভাবে লেজার আলো নির্গত করতে পারে, কিন্তু এর তাপীয় প্রভাব আরও সুস্পষ্ট হয়।
স্পন্দিত লেজার বলতে সেই সময়কালকে বোঝায় যখন লেজারের শক্তি একটি নির্দিষ্ট মানে বজায় রাখা হয় এবং লেজার আলো বিচ্ছিন্নভাবে নির্গত হয়, যার প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো স্বল্প তাপীয় প্রভাব এবং ভালো নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা।
④ আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুসারে শ্রেণিবিন্যাস
তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুসারে লেজারকে ইনফ্রারেড লেজার, দৃশ্যমান লেজার, অতিবেগুনি লেজার, গভীর অতিবেগুনি লেজার ইত্যাদিতে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়। বিভিন্ন কাঠামোগত উপাদান দ্বারা শোষিত হতে পারে এমন আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর ভিন্ন হয়, তাই বিভিন্ন উপাদানের সূক্ষ্ম প্রক্রিয়াকরণের জন্য বা বিভিন্ন প্রয়োগক্ষেত্রের জন্য ভিন্ন ভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজারের প্রয়োজন হয়।ইনফ্রারেড লেজার এবং ইউভি লেজার হলো সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত দুটি লেজার। ইনফ্রারেড লেজার প্রধানত "থার্মাল প্রসেসিং"-এ ব্যবহৃত হয়, যেখানে কোনো বস্তুর পৃষ্ঠের উপাদানকে উত্তপ্ত করে বাষ্পীভূত (ইভাপোরেট) করা হয়; থিন ফিল্ম নন-মেটালিক মেটেরিয়াল প্রসেসিং, সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার কাটিং, অর্গানিক গ্লাস কাটিং, ড্রিলিং, মার্কিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে উচ্চ শক্তির ইউভি ফোটন সরাসরি অধাতব পদার্থের পৃষ্ঠের আণবিক বন্ধন ভেঙে দেয়, যার ফলে অণুগুলো বস্তু থেকে আলাদা হয়ে যায়, এবং এই পদ্ধতিতে কোনো উচ্চ তাপীয় প্রতিক্রিয়া তৈরি হয় না, তাই একে সাধারণত "কোল্ড প্রসেসিং" বলা হয়।
ইউভি ফোটনের উচ্চ শক্তির কারণে, বাহ্যিক উদ্দীপক উৎস দ্বারা একটি নির্দিষ্ট উচ্চ ক্ষমতার অবিচ্ছিন্ন ইউভি লেজার তৈরি করা কঠিন। এই কারণে, ইউভি লেজার সাধারণত ক্রিস্টাল পদার্থের নন-লিনিয়ার এফেক্ট ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর পদ্ধতি প্রয়োগ করে তৈরি করা হয়। একারণে, বর্তমানে শিল্পক্ষেত্রে বহুল ব্যবহৃত ইউভি লেজারগুলো প্রধানত সলিড-স্টেট ইউভি লেজার।
(4) শিল্প শৃঙ্খল
শিল্প শৃঙ্খলের আপস্ট্রিম হলো সেমিকন্ডাক্টর কাঁচামাল, উচ্চমানের সরঞ্জাম এবং সংশ্লিষ্ট উৎপাদন আনুষঙ্গিক সামগ্রী ব্যবহার করে লেজার কোর ও অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করা, যা লেজার শিল্পের ভিত্তিপ্রস্তর এবং এতে প্রবেশের যোগ্যতা অনেক বেশি। শিল্প শৃঙ্খলের মিডস্ট্রিম হলো আপস্ট্রিম লেজার চিপ এবং অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস, মডিউল, অপটিক্যাল উপাদান ইত্যাদিকে পাম্প উৎস হিসেবে ব্যবহার করে বিভিন্ন ধরনের লেজার, যেমন—ডাইরেক্ট সেমিকন্ডাক্টর লেজার, কার্বন ডাইঅক্সাইড লেজার, সলিড-স্টেট লেজার, ফাইবার লেজার ইত্যাদি উৎপাদন ও বিক্রয় করা; ডাউনস্ট্রিম শিল্প বলতে প্রধানত বিভিন্ন লেজারের প্রয়োগ ক্ষেত্রগুলোকে বোঝায়, যার মধ্যে রয়েছে শিল্প প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জাম, লাইডার (LIDAR), অপটিক্যাল যোগাযোগ, চিকিৎসা ও সৌন্দর্য এবং অন্যান্য প্রয়োগ শিল্প।
①উৎস সরবরাহকারী
সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ, ডিভাইস এবং মডিউলের মতো আপস্ট্রিম পণ্যগুলির কাঁচামাল প্রধানত বিভিন্ন চিপ উপকরণ, ফাইবার উপকরণ এবং যন্ত্রাংশ, যার মধ্যে সাবস্ট্রেট, হিট সিঙ্ক, রাসায়নিক এবং হাউজিং সেট অন্তর্ভুক্ত। চিপ প্রক্রিয়াকরণের জন্য উচ্চ গুণমান এবং উন্নত কর্মক্ষমতাসম্পন্ন আপস্ট্রিম কাঁচামালের প্রয়োজন হয়, যা প্রধানত বিদেশী সরবরাহকারীদের কাছ থেকে আসে, কিন্তু স্থানীয়করণের মাত্রা ক্রমশ বাড়ছে এবং ধীরে ধীরে স্বাধীন নিয়ন্ত্রণ অর্জন করছে। প্রধান আপস্ট্রিম কাঁচামালের কর্মক্ষমতা সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপের গুণমানের উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে, এবং বিভিন্ন চিপ উপকরণের কর্মক্ষমতার ক্রমাগত উন্নতির মাধ্যমে শিল্পের পণ্যগুলির কর্মক্ষমতা বৃদ্ধিতে একটি ইতিবাচক ভূমিকা পালন করে।
২ মধ্যবর্তী শিল্প শৃঙ্খল
সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ হলো শিল্প শৃঙ্খলের মধ্যবর্তী পর্যায়ে বিভিন্ন ধরণের লেজারের মূল পাম্প আলোক উৎস এবং এটি মধ্যবর্তী লেজারের উন্নয়নে ইতিবাচক ভূমিকা পালন করে। মধ্যবর্তী লেজারের ক্ষেত্রে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জার্মানি এবং অন্যান্য বিদেশী সংস্থাগুলোর আধিপত্য রয়েছে, কিন্তু সাম্প্রতিক বছরগুলোতে দেশীয় লেজার শিল্পের দ্রুত বিকাশের পর, শিল্প শৃঙ্খলের মধ্যবর্তী বাজারে দ্রুত দেশীয় প্রতিস্থাপন সাধিত হয়েছে।
③ শিল্প শৃঙ্খলের নিম্নপ্রবাহ
শিল্পের উন্নয়নে ডাউনস্ট্রিম শিল্পের একটি বৃহত্তর ভূমিকা রয়েছে, তাই ডাউনস্ট্রিম শিল্পের উন্নয়ন সরাসরি শিল্পের বাজার পরিসরকে প্রভাবিত করবে। চীনের অর্থনীতির ক্রমাগত বৃদ্ধি এবং অর্থনৈতিক রূপান্তরের জন্য কৌশলগত সুযোগের উদ্ভব এই শিল্পের উন্নয়নের জন্য আরও ভালো পরিস্থিতি তৈরি করেছে। চীন একটি উৎপাদনকারী দেশ থেকে একটি উৎপাদন শক্তিকেন্দ্রে পরিণত হচ্ছে, এবং ডাউনস্ট্রিম লেজার ও লেজার সরঞ্জাম উৎপাদন শিল্পের আধুনিকীকরণের অন্যতম চাবিকাঠি, যা এই শিল্পের দীর্ঘমেয়াদী উন্নতির জন্য একটি অনুকূল চাহিদার পরিবেশ প্রদান করে। সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ এবং তাদের ডিভাইসের কর্মক্ষমতা সূচকের জন্য ডাউনস্ট্রিম শিল্পের চাহিদা বাড়ছে, এবং দেশীয় প্রতিষ্ঠানগুলো ধীরে ধীরে কম ক্ষমতার লেজার বাজার থেকে উচ্চ ক্ষমতার লেজার বাজারে প্রবেশ করছে, তাই এই শিল্পকে অবশ্যই প্রযুক্তি গবেষণা ও উন্নয়ন এবং স্বাধীন উদ্ভাবনের ক্ষেত্রে ক্রমাগত বিনিয়োগ বাড়াতে হবে।
২. সেমিকন্ডাক্টর লেজার শিল্পের উন্নয়নের অবস্থা
সব ধরনের লেজারের মধ্যে সেমিকন্ডাক্টর লেজারের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা সবচেয়ে ভালো। একদিকে, এগুলোকে অপটিক্যাল ফাইবার লেজার, সলিড-স্টেট লেজার এবং অন্যান্য অপটিক্যাল পাম্প লেজারের মূল পাম্প উৎস হিসেবে ব্যবহার করা যায়। অন্যদিকে, শক্তি দক্ষতা, উজ্জ্বলতা, জীবনকাল, বহু-তরঙ্গদৈর্ঘ্য, মডুলেশন হার ইত্যাদির ক্ষেত্রে সেমিকন্ডাক্টর লেজার প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতির ফলে, সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলো বস্তু প্রক্রিয়াকরণ, চিকিৎসা, অপটিক্যাল যোগাযোগ, অপটিক্যাল সেন্সিং, প্রতিরক্ষা ইত্যাদিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। লেজার ফোকাস ওয়ার্ল্ডের মতে, ২০২১ সালে ডায়োড লেজার, অর্থাৎ সেমিকন্ডাক্টর লেজার এবং নন-ডায়োড লেজার মিলিয়ে মোট বৈশ্বিক রাজস্ব আনুমানিক ১৮,৪৮০ মিলিয়ন মার্কিন ডলার ছিল, যার মধ্যে সেমিকন্ডাক্টর লেজারের অবদান ছিল মোট রাজস্বের ৪৩%।
লেজার ফোকাস ওয়ার্ল্ডের মতে, ২০২০ সালে বৈশ্বিক সেমিকন্ডাক্টর লেজার বাজারের আকার হবে ৬,৭২৪ মিলিয়ন মার্কিন ডলার, যা পূর্ববর্তী বছরের তুলনায় ১৪.২০% বেশি। বৈশ্বিক বুদ্ধিমত্তার বিকাশের সাথে সাথে স্মার্ট ডিভাইস, কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স, নতুন শক্তি এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে লেজারের ক্রমবর্ধমান চাহিদা, সেইসাথে চিকিৎসা, সৌন্দর্য সরঞ্জাম এবং অন্যান্য উদীয়মান প্রয়োগের ক্রমাগত সম্প্রসারণের ফলে, সেমিকন্ডাক্টর লেজার অপটিক্যাল পাম্প লেজারের জন্য একটি পাম্প উৎস হিসাবে ব্যবহৃত হতে পারে এবং এর বাজারের আকার স্থিতিশীল বৃদ্ধি বজায় রাখবে। ২০২১ সালে বৈশ্বিক সেমিকন্ডাক্টর লেজার বাজারের আকার ছিল ৭.৯৪৬ বিলিয়ন মার্কিন ডলার, যার বাজার বৃদ্ধির হার ছিল ১৮.১৮%।
প্রযুক্তি বিশেষজ্ঞ, প্রতিষ্ঠান এবং পেশাদারদের সম্মিলিত প্রচেষ্টার মাধ্যমে চীনের সেমিকন্ডাক্টর লেজার শিল্প অসাধারণ উন্নয়ন অর্জন করেছে, যার ফলে এই শিল্প একেবারে শূন্য থেকে যাত্রা শুরু করেছে এবং এটি এই শিল্পের একটি আদর্শ প্রতিরূপের সূচনা করেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, চীন লেজার শিল্পের উন্নয়নকে ত্বরান্বিত করেছে এবং সরকারের নেতৃত্বে ও লেজার প্রতিষ্ঠানগুলোর সহযোগিতায় বিভিন্ন অঞ্চল বৈজ্ঞানিক গবেষণা, প্রযুক্তি উন্নয়ন, বাজার উন্নয়ন এবং লেজার শিল্প পার্ক নির্মাণে মনোনিবেশ করেছে।
৩. চীনের লেজার শিল্পের ভবিষ্যৎ উন্নয়নের ধারা
ইউরোপ ও যুক্তরাষ্ট্রের মতো উন্নত দেশগুলোর তুলনায় চীন লেজার প্রযুক্তিতে পিছিয়ে নেই, কিন্তু লেজার প্রযুক্তি এবং উচ্চ-স্তরের কোর প্রযুক্তির প্রয়োগের ক্ষেত্রে এখনও একটি উল্লেখযোগ্য ব্যবধান রয়েছে, বিশেষ করে আপস্ট্রিম সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ এবং অন্যান্য কোর উপাদানগুলোর জন্য এখনও আমদানির ওপর নির্ভরশীল।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জার্মানি এবং জাপানের মতো উন্নত দেশগুলো কিছু বৃহৎ শিল্পক্ষেত্রে প্রচলিত উৎপাদন প্রযুক্তির প্রতিস্থাপন মূলত সম্পন্ন করেছে এবং "হালকা উৎপাদন" যুগে প্রবেশ করেছে; যদিও চীনে লেজারের প্রয়োগের বিকাশ দ্রুত, কিন্তু এর প্রয়োগের প্রসার হার এখনও তুলনামূলকভাবে কম। শিল্পোন্নয়নের মূল প্রযুক্তি হিসেবে লেজার শিল্প জাতীয় সহায়তার একটি প্রধান ক্ষেত্র হিসেবে থাকবে, এর প্রয়োগের পরিধি ক্রমাগত প্রসারিত হবে এবং পরিশেষে চীনের উৎপাদন শিল্পকে "হালকা উৎপাদন" যুগে উন্নীত করবে। বর্তমান উন্নয়ন পরিস্থিতি থেকে, চীনের লেজার শিল্পের বিকাশ নিম্নলিখিত প্রবণতাগুলো প্রদর্শন করে।
(1) সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ এবং অন্যান্য মূল উপাদানগুলি ধীরে ধীরে স্থানীয়করণ উপলব্ধি করে
ফাইবার লেজারকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, উচ্চ ক্ষমতার ফাইবার লেজার পাম্প উৎস হলো সেমিকন্ডাক্টর লেজারের প্রধান প্রয়োগক্ষেত্র এবং উচ্চ ক্ষমতার সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ ও মডিউল হলো ফাইবার লেজারের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। সাম্প্রতিক বছরগুলোতে চীনের অপটিক্যাল ফাইবার লেজার শিল্প দ্রুত বিকাশের পর্যায়ে রয়েছে এবং এর স্থানীয়করণের মাত্রা বছর বছর বাড়ছে।
বাজার অনুপ্রবেশের নিরিখে, নিম্ন-ক্ষমতার ফাইবার লেজার বাজারে ২০১৯ সালে দেশীয় লেজারের বাজার অংশ ৯৯.০১%-এ পৌঁছেছে; মাঝারি-ক্ষমতার ফাইবার লেজার বাজারে সাম্প্রতিক বছরগুলোতে দেশীয় লেজারের অনুপ্রবেশের হার ৫০%-এর বেশি বজায় রয়েছে; উচ্চ-ক্ষমতার ফাইবার লেজারের স্থানীয়করণ প্রক্রিয়াও ক্রমান্বয়ে অগ্রসর হচ্ছে, যা ২০১৩ থেকে ২০১৯ সালের মধ্যে ‘শূন্য থেকে’ ৫৫.৫৬% অনুপ্রবেশের হারে পৌঁছেছে এবং ২০২০ সালে উচ্চ-ক্ষমতার ফাইবার লেজারের দেশীয় অনুপ্রবেশের হার ৫৭.৫৮% হবে বলে আশা করা হচ্ছে।
তবে, উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপের মতো মূল উপাদানগুলো এখনও আমদানির ওপর নির্ভরশীল, এবং সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপকে কেন্দ্র করে তৈরি লেজারের আপস্ট্রিম উপাদানগুলো ক্রমান্বয়ে স্থানীয়করণ করা হচ্ছে, যা একদিকে দেশীয় লেজারের আপস্ট্রিম উপাদানগুলোর বাজারের পরিধি বাড়ায়, এবং অন্যদিকে, আপস্ট্রিম মূল উপাদানগুলোর স্থানীয়করণের ফলে আন্তর্জাতিক প্রতিযোগিতায় অংশগ্রহণের জন্য দেশীয় লেজার প্রস্তুতকারকদের সক্ষমতাও বৃদ্ধি পেতে পারে।
(2) লেজার প্রয়োগ দ্রুত এবং বিস্তৃতভাবে প্রবেশ করে।
আপস্ট্রিম কোর অপটোইলেকট্রনিক উপাদানগুলোর ক্রমান্বয়ে স্থানীয়করণ এবং লেজার প্রয়োগের খরচ ক্রমশ হ্রাস পাওয়ার ফলে, লেজার বহু শিল্পে আরও গভীরভাবে প্রবেশ করবে।
একদিকে, চীনের জন্য লেজার প্রক্রিয়াকরণ দেশটির উৎপাদন শিল্পের শীর্ষ দশটি প্রয়োগ ক্ষেত্রের মধ্যে অন্যতম, এবং আশা করা যায় যে ভবিষ্যতে লেজার প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োগ ক্ষেত্র আরও প্রসারিত হবে এবং এর বাজারের পরিধিও আরও বাড়বে। অন্যদিকে, চালকবিহীন, উন্নত সহায়ক ড্রাইভিং সিস্টেম, সেবামুখী রোবট, থ্রিডি সেন্সিং ইত্যাদির মতো প্রযুক্তির ক্রমাগত জনপ্রিয়তা ও বিকাশের সাথে সাথে এটি অটোমোবাইল, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা, কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স, মুখমণ্ডল শনাক্তকরণ, অপটিক্যাল কমিউনিকেশন এবং জাতীয় প্রতিরক্ষা গবেষণার মতো অনেক ক্ষেত্রে আরও বেশি প্রয়োগ করা হবে। উপরোক্ত লেজার অ্যাপ্লিকেশনগুলির মূল ডিভাইস বা উপাদান হিসেবে সেমিকন্ডাক্টর লেজারও দ্রুত বিকাশের সুযোগ পাবে।
(3) উচ্চতর শক্তি, উন্নত বিম গুণমান, সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং দ্রুততর ফ্রিকোয়েন্সি দিক উন্নয়ন
শিল্প লেজারের ক্ষেত্রে, ফাইবার লেজারগুলো তাদের প্রবর্তনের পর থেকে আউটপুট শক্তি, বিমের গুণমান এবং উজ্জ্বলতার দিক থেকে ব্যাপক অগ্রগতি করেছে। তবে, উচ্চতর শক্তি প্রক্রিয়াকরণের গতি বাড়াতে, প্রক্রিয়াকরণের গুণমান উন্নত করতে এবং ভারী শিল্প উৎপাদনে প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্র প্রসারিত করতে পারে। স্বয়ংচালিত যানবাহন উৎপাদন, মহাকাশযান উৎপাদন, শক্তি, যন্ত্রপাতি উৎপাদন, ধাতুবিদ্যা, রেল পরিবহন নির্মাণ, বৈজ্ঞানিক গবেষণা এবং কাটিং, ওয়েল্ডিং, পৃষ্ঠতল প্রক্রিয়াকরণ ইত্যাদির মতো অন্যান্য প্রয়োগ ক্ষেত্রে ফাইবার লেজারের শক্তির প্রয়োজনীয়তা ক্রমাগত বাড়ছে। সংশ্লিষ্ট ডিভাইস নির্মাতাদের মূল ডিভাইসগুলোর (যেমন উচ্চ-ক্ষমতার সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ এবং গেইন ফাইবার) কর্মক্ষমতা ক্রমাগত উন্নত করতে হবে। ফাইবার লেজারের শক্তি বৃদ্ধির জন্য বিম কম্বাইনিং এবং পাওয়ার সিন্থেসিসের মতো উন্নত লেজার মডুলেশন প্রযুক্তিরও প্রয়োজন হয়, যা উচ্চ-ক্ষমতার সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ নির্মাতাদের জন্য নতুন প্রয়োজনীয়তা এবং চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসবে। এছাড়াও, সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য, অধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং দ্রুততর (আল্ট্রাফাস্ট) লেজারের বিকাশও একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক, যা প্রধানত ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপ, ডিসপ্লে, কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স, মহাকাশ এবং অন্যান্য সূক্ষ্ম মাইক্রোপ্রসেসিং-এ ব্যবহৃত হয়। পাশাপাশি জীবন বিজ্ঞান, চিকিৎসা, সেন্সিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্রেও সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপ নতুন প্রয়োজনীয়তা তৈরি করেছে।
(4) উচ্চ ক্ষমতার লেজার অপটোইলেকট্রনিক উপাদানগুলির চাহিদা আরও বৃদ্ধির জন্য
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজারের উন্নয়ন ও শিল্পায়ন হলো শিল্প শৃঙ্খলের সমন্বিত অগ্রগতির ফল, যার জন্য পাম্প সোর্স, আইসোলেটর, বিম কনসেনট্রেটর ইত্যাদির মতো মূল অপটোইলেকট্রনিক উপাদানগুলোর সমর্থন প্রয়োজন। উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজারে ব্যবহৃত অপটোইলেকট্রনিক উপাদানগুলো এর উন্নয়ন ও উৎপাদনের ভিত্তি এবং মূল উপাদান, এবং উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজারের সম্প্রসারিত বাজার উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপের মতো মূল উপাদানগুলোর চাহিদাকেও চালিত করে। একই সাথে, দেশীয় ফাইবার লেজার প্রযুক্তির ক্রমাগত উন্নতির ফলে আমদানি প্রতিস্থাপন একটি অনিবার্য প্রবণতায় পরিণত হয়েছে, বিশ্বে লেজারের বাজারের অংশীদারিত্ব ক্রমাগত বৃদ্ধি পাবে, যা অপটোইলেকট্রনিক উপাদান প্রস্তুতকারকদের স্থানীয় শক্তির জন্য বিশাল সুযোগও নিয়ে আসে।
পোস্ট করার সময়: ০৭-মার্চ-২০২৩
