激光器类型：VCSEL、FP、DFB、EML、可调谐与 SiPh

六种光源基本覆盖了目前生产的所有光模块。它们的区别在于光是如何产生的、如何被调制的、波长的纯度如何——因此在成本、传输距离和适用光纤类型上也各不相同。

概览

VCSEL——垂直腔面发射激光器

光从垂直于晶圆的方向射出，因此 VCSEL 可以在晶圆上直接测试、制成阵列，并通过简单的透镜耦合进多模光纤。它们是成本最低、功耗最低的激光器，也是短距光模块（SX、SR、 SR4、SR8、AOC）价格低廉的原因。局限：只在多模光纤上使用 850 nm，因此传输距离由模式带宽决定——1G 时约为 550 m，10G 在 OM3/OM4 上为 300–400 m，25G 时为 100 m，50G PAM4 时为 70–100 m。每通道速率上限接近 100G PAM4，这也是 800G SR8 成为最后一代规模化量产 VCSEL 的原因。参见板上芯片封装。

FP——法布里-珀罗

这是最简单的边发射激光器：两个解理端面构成谐振腔，同时在多个纵模上起振。这种较宽的光谱在光纤中会展宽（色度色散），因此 FP 激光器只能用于低速率和较短的单模传输距离——1000BASE-LX 为 10 km，2.5G 时为 2 km。成本低、不制冷，如今大多已属旧技术。

DFB——分布反馈

沿有源区刻蚀的光栅强制形成单一纵模：线宽窄、波长稳定，功率足以支持 10–40 km。直接调制（DML）DFB 是 10G LR、25G LR、CWDM4 和彩色 CWDM SFP 的主力方案；约 0.1 nm/°C 的漂移对单一波长或 20 nm 的 CWDM 间距而言完全可以接受，因此它们无需制冷即可运行。对于 DWDM，同样的激光器会被置于 TEC 上以保持在 50 GHz 的信道内。直接调制会带来啁啾——电流切换时波长随之偏移——经色散作用后，这会把 DML 在 10G 时的传输距离限制在约 40 km，在 25G 时限制在约 10 km。

EML——外调制激光器

EML 让 DFB 保持在连续波工作状态，用集成在同一芯片上的电吸收调制器（EAM） 对光进行调制。激光器本身没有啁啾，消光比高，每通道可达 25G/50G/100G，这些特点使 EML 成为 10G ER/ZR、100G LR4/ER4（四个 LAN-WDM EML）、400G FR4/LR4/DR4 和 800G 的首选。通常为保持波长稳定而制冷；成本和功耗都高于 DFB。

可调谐激光器

为了在 DWDM 场景下不必备 96 个彩色型号的库存，可以使用可调谐光源：DBR 激光器（通过向光栅段注入电流来调谐）、外腔激光器，或 ITLA——集成式可调谐激光器组件 ——其 micro-ITLA 和 nano-ITLA 变体足够小，可用于 SFP+ 和 QSFP-DD。调谐通过热或电的方式在 C 波段内进行；波长锁定器负责保持信道。参见 可调谐 DWDM 光模块。

硅光子学（SiPh）

硅本身不能起振发光，但它能极好地调制和引导光。SiPh 光模块使用外置的 InP CW 激光器（一个激光器可以为多个通道供光），以及承载马赫-曾德尔或环形调制器、波导、WDM 复用器，往往还有锗光电二极管的硅芯片。成熟的 CMOS 量产工艺、小尺寸和易于集成，使 SiPh 在 100G PSM4/DR、400G DR4、800G DR8 以及 400ZR/ZR+ 的相干调制器中占据主导地位。激光器仍然是唯一会老化的 InP 部分。

直接调制与外部调制

如何判断模块使用的是哪种激光器

识别字节本身很少直接说明激光器类型，但有三个字段可以推断出来：波长 （850 → VCSEL；1310 → FP/DFB/EML/SiPh；1550/DWDM → DFB/EML/可调谐）、 传输距离代码和速率。DDM 可以印证这一判断：VCSEL 的 Tx 偏置电流只有几 mA，DFB 为 20–60 mA，制冷型 EML 则更高，若偏置电流在数月间持续上升，说明激光器正在老化（故障）。哪种激光器对应哪种封装形式和速率，见 按封装形式与速率划分的激光器。

每种激光器类型如何老化，以及其偏置电流在整个生命周期内于 DDM 中的表现： Tx 偏置电流与激光器老化。

激光器如何被封装、对准并防止反射光影响： 光学封装；四个激光器如何共享一根光纤，DWDM 激光器又如何保持波长： 模块内部的 WDM。

波长漂移、阈值和寿命与温度的关系，以及基于此划分的商用/工业级： 温度等级。

这些激光器的谱宽和啁啾如何转化为色度色散代价和传输距离限制： 色散与带宽。