লেজারের ধরন: VCSEL, FP, DFB, EML, টিউনেবল, SiPh

ছয় ধরনের আলোর উৎসেই বাজারের প্রায় সব অপটিক্যাল ট্রান্সিভার চলে। আলো কীভাবে তৈরি হয়, কীভাবে মডুলেট করা হয় এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য কতটা বিশুদ্ধ, এসব দিক থেকে এগুলো আলাদা; আর সেই কারণে খরচ, পাল্লা ও উপযোগী ফাইবারের দিক থেকেও আলাদা।

এক নজরে

VCSEL: ভার্টিক্যাল-ক্যাভিটি সারফেস-এমিটিং লেজার

আলো ওয়েফারের সঙ্গে লম্বভাবে বেরোয়, তাই VCSEL ওয়েফারেই টেস্ট করা যায়, অ্যারে আকারে বানানো যায় এবং সাধারণ লেন্স দিয়ে মাল্টিমোড ফাইবারে কাপল করা যায়। এগুলো সবচেয়ে সস্তা ও সবচেয়ে কম পাওয়ারের লেজার, আর স্বল্প পাল্লার অপটিক্সের (SX, SR, SR4, SR8, AOC) দাম এত কম হওয়ার কারণও এটিই। সীমাবদ্ধতা: 850 nm কেবল মাল্টিমোড ফাইবারে চলে, তাই পাল্লা ঠিক হয় মডাল ব্যান্ডউইথ দিয়ে: 1G-তে প্রায় 550 m, OM3/OM4-এ 10G-তে 300–400 m, 25G-তে 100 m, 50G PAM4-এ 70–100 m। প্রতি লেনের রেট 100G PAM4-এর কাছাকাছি গিয়ে থেমে যায়; এ কারণেই বড় পরিসরে পরিকল্পিত সর্বশেষ VCSEL প্রজন্ম হলো 800G SR8। দেখুন চিপ-অন-বোর্ড।

FP: ফ্যাব্রি–পেরো

সবচেয়ে সরল এজ-এমিটিং লেজার: দুটি ক্লিভ করা ফ্যাসেট ক্যাভিটি তৈরি করে এবং এটি একসঙ্গে একাধিক লংগিচুডিনাল মোডে আলো ছাড়ে। সেই চওড়া স্পেকট্রাম ফাইবারে ছড়িয়ে পড়ে (ক্রোমাটিক ডিসপারশন), তাই FP লেজার কম রেট ও ছোট সিঙ্গেল-মোড পাল্লায় সীমাবদ্ধ: 1000BASE-LX-এ 10 km, 2.5G-তে 2 km। সস্তা, কুলিংবিহীন, বর্তমানে মূলত পুরোনো প্রযুক্তি।

DFB: ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক

অ্যাকটিভ অঞ্চল বরাবর খোদাই করা একটি গ্রেটিং আলোকে একটি মাত্র লংগিচুডিনাল মোডে বাধ্য করে: লাইনউইডথ সরু, তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থিতিশীল, আর 10–40 km-এর জন্য যথেষ্ট পাওয়ার। ডাইরেক্ট মডুলেটেড (DML) DFB সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় 10G LR, 25G LR, CWDM4 ও রঙিন CWDM SFP-তে; প্রায় 0.1 nm/°C সরণ একক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য বা 20 nm CWDM ব্যবধানে সমস্যা নয়, তাই এগুলো কুলিং ছাড়াই চলে। DWDM-এর জন্য একই লেজারকে TEC-এর ওপর বসানো হয়, যাতে 50 GHz-এর স্লট ধরে রাখা যায়। ডাইরেক্ট মডুলেশন যোগ করে চার্প: কারেন্ট সুইচ করার সঙ্গে সঙ্গে তরঙ্গদৈর্ঘ্য সরে যায়, যা ডিসপারশনের মধ্য দিয়ে 10G-তে DML-এর পাল্লা প্রায় 40 km এবং 25G-তে প্রায় 10 km-এ সীমিত করে।

EML: এক্সটার্নালি মডুলেটেড লেজার

EML-এ DFB কন্টিনিউয়াস-ওয়েভ অবস্থায় চালু থাকে, আর একই চিপে সমন্বিত ইলেকট্রো-অ্যাবজর্পশন মডুলেটর (EAM) আলোকে মডুলেট করে। লেজার থেকে চার্প আসে না, এক্সটিংকশন রেশিও বেশি এবং প্রতি লেনে 25G/50G/100G গতি সম্ভব, তাই 10G ER/ZR, 100G LR4/ER4 (চারটি LAN-WDM EML), 400G FR4/LR4/DR4 এবং 800G-তে EML-ই বেছে নেওয়া হয়। তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্থিতিশীলতার জন্য সাধারণত কুলিং থাকে; DFB-এর চেয়ে খরচ ও পাওয়ার বেশি।

টিউনেবল লেজার

96টি রঙিন পার্ট নম্বরের মজুত না রেখে DWDM চালাতে হলে দরকার টিউনেবল উৎস: DBR লেজার (গ্রেটিং অংশে কারেন্ট দিয়ে টিউন করা), এক্সটার্নাল-ক্যাভিটি লেজার, অথবা ITLA (ইন্টিগ্রেবল টিউনেবল লেজার অ্যাসেম্বলি), যার micro-ITLA ও nano-ITLA সংস্করণ SFP+ ও QSFP-DD-তে বসানোর মতো ছোট। টিউনিং তাপীয় বা বৈদ্যুতিক পদ্ধতিতে C-ব্যান্ড জুড়ে হয়; তরঙ্গদৈর্ঘ্য লকার চ্যানেলটি ধরে রাখে। দেখুন টিউনেবল DWDM ট্রান্সিভার।

সিলিকন ফোটনিক্স (SiPh)

সিলিকন নিজে লেজার আলো ছাড়তে পারে না, কিন্তু আলোকে মডুলেট ও রাউট করতে খুবই পারদর্শী। SiPh ট্রান্সিভার ব্যবহার করে বাইরের একটি InP CW লেজার (একটি লেজার একাধিক লেনকে আলো দিতে পারে) এবং একটি সিলিকন চিপ, যাতে থাকে মাখ-জেন্ডার বা রিং মডুলেটর, ওয়েভগাইড, WDM মাল্টিপ্লেক্সার এবং প্রায়ই জার্মেনিয়াম ফটোডায়োড। বড় পরিমাণে CMOS উৎপাদন, ছোট আকার এবং সহজ ইন্টিগ্রেশনের কারণে 100G PSM4/DR, 400G DR4, 800G DR8 এবং 400ZR/ZR+-এর কোহেরেন্ট মডুলেটরে SiPh প্রধান। বয়সের সঙ্গে ক্ষয় হয় যে অংশটি, সেটি এখনো InP লেজারই।

ডাইরেক্ট বনাম এক্সটার্নাল মডুলেশন

মডিউলে কী আছে তা কীভাবে বোঝা যায়

শনাক্তকরণ তথ্যের বাইট লেজার সম্পর্কে সরাসরি বলে অল্পই, তবে তিনটি ফিল্ড থেকে আন্দাজ করা যায়: তরঙ্গদৈর্ঘ্য (850 → VCSEL; 1310 → FP/DFB/EML/SiPh; 1550/DWDM → DFB/EML/টিউনেবল), পাল্লার কোড এবং রেট। DDM ছবিটি নিশ্চিত করে: VCSEL-এর Tx বায়াস থাকে কয়েক mA-এ, DFB-এর 20–60 mA-এ, কুলিংযুক্ত EML-এর আরও বেশি, আর কয়েক মাস ধরে বায়াস বাড়তে থাকা মানে লেজারের বয়সজনিত ক্ষয় (বিকল হওয়া)। কোন লেজার কোন ফর্ম ফ্যাক্টর ও রেটের সঙ্গে যায়, তার মানচিত্র আছে ফর্ম ফ্যাক্টর ও ডেটা রেট অনুযায়ী লেজার পেজে।

প্রতিটি লেজার কীভাবে ক্ষয় হয় এবং আয়ুর সময়কালে DDM-এ তার বায়াস কারেন্ট কেমন দেখায়: Tx বায়াস ও লেজারের এজিং।

লেজার কীভাবে প্যাকেজ করা হয়, অ্যালাইন করা হয় এবং প্রতিফলন থেকে সুরক্ষিত রাখা হয়: অপটিক্যাল প্যাকেজিং; চারটি লেজার কীভাবে একটি ফাইবার ভাগ করে এবং DWDM লেজার কীভাবে তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধরে রাখে: মডিউলের ভেতরে WDM।

তাপমাত্রার সঙ্গে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সরণ, থ্রেশহোল্ড ও আয়ু কীভাবে বদলায় এবং তার ভিত্তিতে গড়া কমার্শিয়াল/ইন্ডাস্ট্রিয়াল গ্রেড: তাপমাত্রার গ্রেড।

এই লেজারগুলোর স্পেকট্রাল প্রস্থ ও চার্প কীভাবে ক্রোমাটিক ডিসপারশন পেনাল্টি ও পাল্লার সীমায় পরিণত হয়: ডিসপারশন ও ব্যান্ডউইথ।