激光器類型：VCSEL、FP、DFB、EML、可調諧與 SiPh

六種光源基本覆蓋了目前生產的所有光模組。它們的區別在於光是如何產生的、如何被調制的、波長的純度如何——因此在成本、傳輸距離和適用光纖類型上也各不相同。

概覽

VCSEL——垂直腔面發射激光器

光從垂直於晶圓的方向射出，因此 VCSEL 可以在晶圓上直接測試、製成陣列，並通過簡單的透鏡耦合進多模光纖。它們是成本最低、功耗最低的激光器，也是短距光模組（SX、SR、 SR4、SR8、AOC）價格低廉的原因。局限：只在多模光纖上使用 850 nm，因此傳輸距離由模式頻寬決定——1G 時約為 550 m，10G 在 OM3/OM4 上為 300–400 m，25G 時為 100 m，50G PAM4 時為 70–100 m。每通道速率上限接近 100G PAM4，這也是 800G SR8 成為最後一代規模化量產 VCSEL 的原因。參見板上晶片封裝。

FP——法布里-珀羅

這是最簡單的邊發射激光器：兩個解理端面構成諧振腔，同時在多個縱模上起振。這種較寬的光譜在光纖中會展寬（色度色散），因此 FP 激光器只能用於低速率和較短的單模傳輸距離——1000BASE-LX 為 10 km，2.5G 時為 2 km。成本低、不製冷，如今大多已屬舊技術。

DFB——分佈反饋

沿有源區刻蝕的光柵強制形成單一縱模：線寬窄、波長穩定，功率足以支援 10–40 km。直接調制（DML）DFB 是 10G LR、25G LR、CWDM4 和彩色 CWDM SFP 的主力方案；約 0.1 nm/°C 的漂移對單一波長或 20 nm 的 CWDM 間距而言完全可以接受，因此它們無需製冷即可運行。對於 DWDM，同樣的激光器會被置於 TEC 上以保持在 50 GHz 的信道內。直接調制會帶來啁啾——電流切換時波長隨之偏移——經色散作用後，這會把 DML 在 10G 時的傳輸距離限制在約 40 km，在 25G 時限制在約 10 km。

EML——外調制激光器

EML 讓 DFB 保持在連續波工作狀態，用集成在同一晶片上的電吸收調制器（EAM） 對光進行調制。激光器本身沒有啁啾，消光比高，每通道可達 25G/50G/100G，這些特點使 EML 成為 10G ER/ZR、100G LR4/ER4（四個 LAN-WDM EML）、400G FR4/LR4/DR4 和 800G 的首選。通常為保持波長穩定而製冷；成本和功耗都高於 DFB。

可調諧激光器

為了在 DWDM 場景下不必備 96 個彩色型號的庫存，可以使用可調諧光源：DBR 激光器（通過向光柵段注入電流來調諧）、外腔激光器，或 ITLA——集成式可調諧激光器組件 ——其 micro-ITLA 和 nano-ITLA 變體足夠小，可用於 SFP+ 和 QSFP-DD。調諧通過熱或電的方式在 C 波段內進行；波長鎖定器負責保持信道。參見 可調諧 DWDM 光模組。

矽光子學（SiPh）

矽本身不能起振發光，但它能極好地調制和引導光。SiPh 光模組使用外置的 InP CW 激光器（一個激光器可以為多個通道供光），以及承載馬赫-曾德爾或環形調制器、波導、WDM 合波器，往往還有鍺光電二極管的矽晶片。成熟的 CMOS 量產工藝、小尺寸和易於集成，使 SiPh 在 100G PSM4/DR、400G DR4、800G DR8 以及 400ZR/ZR+ 的相干調制器中佔據主導地位。激光器仍然是唯一會老化的 InP 部分。

直接調制與外部調制

如何判斷模組使用的是哪種激光器

識別位元組本身很少直接說明激光器類型，但有三個欄位可以推斷出來：波長 （850 → VCSEL；1310 → FP/DFB/EML/SiPh；1550/DWDM → DFB/EML/可調諧）、 傳輸距離代碼和速率。DDM 可以印證這一判斷：VCSEL 的 Tx 偏置電流只有幾 mA，DFB 為 20–60 mA，製冷型 EML 則更高，若偏置電流在數月間持續上升，說明激光器正在老化（故障）。哪種激光器對應哪種封裝形式和速率，見 按封裝形式與速率劃分的激光器。

每種激光器類型如何老化，以及其偏置電流在整個生命週期內於 DDM 中的表現： Tx 偏置電流與激光器老化。

激光器如何被封裝、對準並防止反射光影響： 光學封裝；四個激光器如何共享一根光纖，DWDM 激光器又如何保持波長： 模組內部的 WDM。

波長漂移、閾值和壽命與溫度的關係，以及基於此劃分的商用/工業級： 溫度等級。

這些激光器的譜寬和啁啾如何轉化為色度色散代價和傳輸距離限制： 色散與頻寬。