آپٹیکل پیکیجنگ: TO کینز، بکس، عدسے، آئسولیٹرز

لیزر ڈائی چند سو مائیکرو میٹر لمبا سیمی کنڈکٹر کا ذرہ ہے؛ فائبر کور 9 µm چوڑا ہوتا ہے۔ روشنی کو ایک سے دوسرے تک پہنچانا، اسے بیس سال تک وہاں رکھنا اور انعکاسات کو واپس آنے سے روکنا آپٹیکل پیکیجنگ کا کام ہے — میٹل کینز، لینسز، آئسولیٹرز اور ریسیپٹیکلز جو TOSA یا ROSA بناتے ہیں۔ پیکیجنگ ماڈیول کی زیادہ تر لاگت، اس کی رینج کا اچھا حصہ اور تقریباً پوری طویل مدتی قابل اعتمادیت طے کرتی ہے۔

پیکیج انداز

پیکیج	کیا ہے	کہاں استعمال ہوتا ہے	لاگت / کارکردگی
TO-can (TO-46، TO-56 اور اقسام)	سب ماؤنٹ پر ڈائی والا ہرمیٹک میٹل ہیڈر، شیشے کی ونڈو یا بال لینس کیپ سے سیل	25G تک تقریباً تمام SFP/SFP+ آپٹکس، PON، 1G	سب سے کم قیمت ہرمیٹک پیکیج؛ ~10 GHz-کلاس بینڈوڈتھ اسے 25–28 Gb/s کے قریب محدود کرتی ہے
باکس / منی فلیٹ TOSA	RF فیڈ تھرو کے ساتھ سیرامک یا میٹل باکس، TEC، تھرمسٹر، آئسولیٹر اور لینس کی جگہ	فعال طور پر ٹھنڈے DFB/EML: DWDM SFP+، 10G ER/ZR، 100G LR4 لینز، 400G FR4/LR4	زیادہ مہنگا؛ PAM4 کے لیے 50 GHz-کلاس فیڈ تھروز
بٹر فلائی (14-پن)	TEC اور فائبر پگ ٹیل کے ساتھ روایتی ٹیلی کام لیزر پیکیج	پرانے XFP/300-پن DWDM، ہائی پاور پمپس، ITLA لیزرز	بڑا، مہنگا — پلگ ایبلز میں باکس TOSAs نے بدل دیا
بورڈ پر چپ (COB)	PCB پر لینس ارے کے نیچے ننگی ڈائز، ہرمیٹک پیکیج نہیں	AOC، SR4/SR8، بہت سے DR4/FR4	زیادہ پیداواری مقدار پر سب سے کم قیمت؛ تحفظ کے لیے مولڈنگ/کوٹنگ پر انحصار — بورڈ پر چپ
سلکان فوٹونکس اسمبلی	موڈیولیٹرز، ویو گائیڈز اور ڈیٹیکٹرز والی فوٹونک چپ؛ لیزر اٹیچ یا فلپ چپ؛ فائبر ارے ایج یا گریٹنگز سے کپل	100G DR/FR، 400G DR4، کوہیرنٹ	کئی چینلز کے لیے ایک الائنمنٹ — لیزرز: SiPh

TO-can TOSA کے اندر

  ┌── cap with ball lens ──┐
  │        ○ lens          │      → light to the receptacle / fibre stub
  │   ▄ laser die on       │
  │     AlN submount       │  ◄── monitor photodiode behind the laser (back-facet light)
  │   ▪ thermistor (opt.)  │
  ├─── header (TO-46) ─────┤
  │  pins: laser +/−, MPD, │
  │        thermistor, GND │
  └────────────────────────┘

سب ماؤنٹ (AlN یا Si) حرارت پھیلاتا اور وائر بانڈڈ ڈائی اٹھاتا ہے۔
مانیٹر فوٹو ڈائیوڈ (MPD) بیک-فیسٹ اخراج — آؤٹ پٹ کا مقررہ حصہ — پکڑتا اور APC لوپ کو دیتا ہے؛ DDM Tx پاور اسی سے اخذ ہوتی ہے، اسی لیے یہ تخمینہ ہے (درستگی اور حدود)۔
لینس — کیپ میں بال لینس یا الگ اسفیریکل لینس پھیلتی شعاع (لیزر آؤٹ پٹ 20–40° پر پھیلتا ہے) کو فائبر سرے پر مرکوز کرتا ہے؛ کپلنگ کارکردگی عموماً 30–70 %، یعنی ڈائی اور فائبر کے درمیان 1.5–5 dB لاس۔
ہرمیٹک سیل — کیپ کی ریزسٹنس ویلڈنگ اور گلاس-ٹو-میٹل پن سیلز نمی کو فیسٹس سے دور رکھتے ہیں؛ پروڈکشن میں ہیلیم سے لیک ٹیسٹ کیا جاتا ہے (مینوفیکچرنگ اور ٹیسٹنگ)۔

ROSA اس کا عکس ہے: ہیڈر پر فوٹو ڈائیوڈ ڈائی، ہائی امپیڈنس نوڈ مختصر رکھنے کے لیے عموماً اسی کین میں TIA، کیپ میں لینس، اور APD ریسیورز کے لیے ہائی وولٹیج بایس پن۔

آئسولیٹرز

لیزر میں واپس منعکس ہونے والی روشنی — کنیکٹر، گندے اینڈ فیس یا خود فائبر سے — DFB اور EML لیزرز کو غیر مستحکم کرتی ہے: نوائز (RIN) بڑھاتی، موڈ ہاپنگ اور طول موج جٹر پیدا کرتی ہے اور DDM Tx ریڈنگ کو بدل سکتی ہے۔ ایک آپٹیکل آئسولیٹر (دو پولرائزرز کے درمیان Faraday روٹیٹر، 25–35 dB آئسولیشن، 0.3–0.5 dB لاس) ہر رینج کے ہر 1310/1550 nm ماڈیول میں لیزر اور فائبر کے درمیان ہوتا ہے۔ VCSEL پر مبنی SR ماڈیولز عموماً اسے چھوڑ دیتے ہیں: ملٹی موڈ لنکس انعکاس کے لیے کم حساس ہیں اور 850 nm پر dB کا ہر دسواں حصہ اہم ہے۔ کم قیمت PON ONUs بھی کبھی اسے چھوڑتے ہیں — ایک وجہ کہ انعکاسی پلانٹ پر ان کا رویہ مختلف ہوتا ہے (PON مسائل)۔

فائبر انٹرفیس: ریسیپٹیکل یا پگ ٹیل

انٹرفیس	ساخت	نوٹس
LC ریسیپٹیکل (SFP، SFP+، QSFP LR4/CWDM4 ڈوپلیکس)	زرکونیا اسپلٹ سلیو پیچ کورڈ کے فیرول کو ماڈیول کے اندر فائبر اسٹب یا لینسڈ پورٹ سے الائن کرتا ہے	جس اینڈ فیس کو آپ صاف کرتے ہیں وہ اسٹب کا فیس ہے؛ وہاں نقصان مستقل ہے
SC ریسیپٹیکل (PON، GBIC، 1G)	یہی 2.5 mm سلیو کے ساتھ؛ PON APC استعمال کرتا ہے (8° زاویہ، سبز)	APC پورٹ میں UPC ڈیسی بل کھوتا اور OLT میں انعکاس کرتا ہے (طبعی عدم مطابقتیں)
MPO/MT ریسیپٹیکل (SR4، DR4، PSM4، SR8)	لینس ارے گائیڈ پنز والے MT فیرول سے 4/8/12 شعاعیں جوڑتا ہے؛ سنگل موڈ DR4/DR8 کے لیے APC	پولیرٹی اور پننگ صفائی جتنے اہم ہیں
پگ ٹیل	فائبر مستقل طور پر OSA سے منسلک، باہر کنیکٹر پر ختم	صنعتی/پرانا؛ اندرونی اسٹب نہیں
کوئی کنیکٹر نہیں (AOC، DAC)	فائبر ربن یا ٹوِن ایکس چپکا ہوا	کیبل کے اندرونی اجزاء

کنیکٹر خاندان اور پالش کوڈز: کنیکٹرز اور فائبر۔

الائنمنٹ: اصل لاگت کہاں ہے

ڈائی سے فائبر الائنمنٹ ٹالرینس سنگل موڈ کے لیے تقریباً ±1 µm ہے۔ مینوفیکچررز فعال الائنمنٹ استعمال کرتے ہیں — لیزر کو پاور دیتے ہوئے روبوٹ لینس یا فائبر کو کپلڈ پاور زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے حرکت دیتا ہے، پھر اسے لیزر ویلڈنگ یا UV ایپوکسی سے فکس کرتا ہے۔ فی جزو سیکنڈ لگتے ہیں اور یہی سنگل موڈ TOSA کی لاگت کی نچلی حد ہے؛ ملٹی موڈ (50 µm کور) ±10 µm برداشت کرتا اور پیسو طور پر الائن ہو سکتا ہے، اسی لیے 850 nm آپٹکس سستے ہیں اور COB اور لینس ارے 850 nm پر پہلے کام کرتے ہیں (بورڈ پر چپ)۔

ملٹی چینل پیکیجنگ

متوازی (SR4، DR4): ایک سب ماؤنٹ پر یا الگ چپس کے طور پر چار یا آٹھ لیزرز، ایک لینس ارے، ایک MT فیرول۔
WDM (LR4، CWDM4، FR4): چار TOSAs (یا ایک 4-چینل ارے) اندرونی ملٹی پلیکسر کو فیڈ کرتے، پھر سنگل فائبر پورٹ — فلٹر بلاک پیکیج کا حصہ ہے (ماڈیول کے اندر WDM)۔
BOSA (BiDi، PON): لیزر اور فوٹو ڈائیوڈ 45° WDM فلٹر سے ایک پورٹ بانٹتے ہیں؛ PON ٹرائپلیکسر میں تین پورٹس۔

پیکیجنگ اور قابل اعتمادیت

خرابی	وجہ	نشان
فیسٹ زوال	نمی (ہرمیٹک پن ختم)، آلودگی	بایس بڑھتی ہے، پاور گرتی ہے — Tx بایس اور عمر بڑھنا
کپلنگ ڈرفٹ	ایپوکسی کریپ، حرارتی چکر، مکینیکل جھٹکا	Tx پاور بتدریج کم، بایس اوپر (APC تلافی کرتا ہے)
اسٹب اینڈ فیس نقصان	خراب پیچ کورڈ فیرول سے خراش یا پیسی ہوئی گندگی	اس طرف مستقل 1–3 dB لاس؛ صفائی بحال نہیں کرتی
آئسولیٹر/لینس فوگنگ	غیر ہرمیٹک ڈیزائن میں آلودگی	طول موج پر منحصر لاس، زیادہ RIN
TO-can ویلڈ میں دراڑ	حرارتی جھٹکا، گرنا	اچانک موت یا مہینوں میں نمی کا داخلہ

CodingBox میں

پیکیجنگ میموری میپ میں پوشیدہ ہے، مگر اس کے نتائج نہیں: کپلنگ لاس نارمل بایس کے ساتھ کم Tx پاور کے طور پر، فیسٹ نقصان بایس رجحان کے طور پر، اور خراب اسٹب ایسی کم Rx کے طور پر ظاہر ہوتا ہے جسے صفائی درست نہیں کر سکتی۔ ماڈیول کی عمر کے دوران DDM لاگ، بینچ معائنہ اسکوپ کے ساتھ، بتاتا ہے کہ ان میں سے کون سی حالت موجود ہے۔

اگر آپ کو اس مضمون میں کوئی غلطی یا عدم درستی ملے تو متعلقہ حصہ منتخب کریں اور Ctrl+Enter دبا کر ۔