ফাইবার অপটিক লেজার অপটিক্যাল ট্রান্সসিভারগুলিতে অগ্রগতি চালিত করে

ফাইবার অপটিক নেটওয়ার্কের মধ্য দিয়ে ডেটা স্ট্রিমগুলি প্রবাহিত হওয়ার কথা কল্পনা করুন—ফাইবার লেজারগুলি এই তথ্য বিপ্লবকে চালিত করার মূল ইঞ্জিন হিসাবে কাজ করে। অপটিক্যাল ট্রান্সসিভার মডিউলের কেন্দ্র হিসাবে কাজ করে, এগুলি ইলেকট্রনিক বিটগুলিকে অপটিক্যাল সিগন্যালে রূপান্তরিত করে, যা দীর্ঘ-দূরত্বের ডেটা ট্রান্সমিশন সক্ষম করে। তবে, বিভিন্ন ধরণের ফাইবার লেজার কর্মক্ষমতা এবং ব্যয়ের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন, যা অপটিক্যাল মডিউলগুলিতে তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে সরাসরি প্রভাবিত করে।

ফাইবার লেজার: অপটিক্যাল যোগাযোগের ভিত্তি

ফাইবার লেজারগুলি অপটিক্যাল ট্রান্সসিভার মডিউলগুলির অপরিহার্য উপাদান, প্রধানত ফাইবার অপটিক কেবলগুলির মাধ্যমে ট্রান্সমিশনের জন্য বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে অপটিক্যাল সিগন্যালে রূপান্তর করে। তাদের কর্মক্ষমতা সরাসরি অপটিক্যাল মডিউলগুলির ট্রান্সমিশন দূরত্ব, ব্যান্ডউইথ এবং ব্যয় নির্ধারণ করে। অতএব, তাদের নীতি এবং প্রকারগুলি বোঝা অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থাগুলি বোঝার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

ফাইবার লেজার কীভাবে কাজ করে

"লেজার" শব্দটি "বিকিরণের উদ্দীপিত নির্গমন দ্বারা আলো বিবর্ধন" এর জন্য দাঁড়িয়েছে। ফাইবার লেজারের মৌলিক কার্যকারী নীতিটি এই পদক্ষেপগুলিতে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:

1. শক্তি পাম্পিং: একটি বাহ্যিক শক্তি উৎস (সাধারণত বৈদ্যুতিক কারেন্ট) লাভ মাধ্যমকে উত্তেজিত করে, এর পরমাণুগুলিকে সক্রিয় করে।
2. জনসংখ্যার বিপরীতকরণ: শক্তি ইনজেকশন নিম্ন শক্তির অবস্থার চেয়ে উচ্চ শক্তির অবস্থায় আরও পরমাণু তৈরি করে—আলোর বিবর্ধনের জন্য প্রয়োজনীয় একটি অবস্থা।
3. স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন: উত্তেজিত পরমাণুগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে নিম্ন শক্তির অবস্থায় স্থানান্তরিত হয়, এলোমেলো দিক এবং পর্যায়ে ফোটন নির্গত করে।
4. উদ্দীপিত নির্গমন: এই ফোটনগুলি অন্যান্য উত্তেজিত পরমাণুর সাথে যোগাযোগ করে, তাদের একই দিকে, পর্যায়ে এবং মেরুকরণে অভিন্ন ফোটন নির্গত করতে প্ররোচিত করে—আলোর বিবর্ধনের মূল প্রক্রিয়া।
5. অপটিক্যাল অনুরণন: একটি অপটিক্যাল রেজোনেটর (মিরর সমন্বিত) ফোটনগুলিকে সীমাবদ্ধ করে, যা বিবর্ধনের জন্য লাভ মাধ্যমের মধ্য দিয়ে পুনরাবৃত্তিমূলক পাস করতে সক্ষম করে। শুধুমাত্র নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থিতিশীলভাবে অনুরণিত হয়, যা লেজারের আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ধারণ করে।
6. লেজার আউটপুট: যখন লাভ ক্ষতির চেয়ে বেশি হয়, তখন লেজার একটি উচ্চ-তীব্রতা, দিকনির্দেশক এবং সুসংগত রশ্মি নির্গত করে।

ফাইবার লেজারের প্রধান প্রকার

নির্গমন দিক এবং কাঠামোর উপর ভিত্তি করে, ফাইবার লেজারগুলি দুটি বিভাগে বিভক্ত: প্রান্ত-নির্গমন লেজার এবং পৃষ্ঠ-নির্গমন লেজার।

• প্রান্ত-নির্গমন লেজার: সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার পৃষ্ঠের সমান্তরালে আলো নির্গত করে। এগুলি ছিল প্রথম দিকের সেমিকন্ডাক্টর লেজার এবং এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• পৃষ্ঠ-নির্গমন লেজার: ওয়েফার পৃষ্ঠের সাথে লম্বভাবে আলো নির্গত করে, যার মধ্যে উল্লম্ব-গহ্বর পৃষ্ঠ-নির্গমন লেজার (VCSELs) সবচেয়ে সাধারণ।

অপটিক্যাল ট্রান্সসিভার মডিউলগুলি সাধারণত এই ফাইবার লেজারের প্রকারগুলি ব্যবহার করে:

ফ্যাব্রি-পেরোট লেজার (FP লেজার)

কার্যকরী নীতি: নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে বিবর্ধিত করতে সমান্তরাল উচ্চ-প্রতিফলনশীল মিরর দ্বারা গঠিত একটি ফ্যাব্রি-পেরোট রেজোনেটর ব্যবহার করে।

বৈশিষ্ট্য: সহজ গঠন এবং কম খরচ, কিন্তু মাল্টিমোড প্রভাব সহ বিস্তৃত আউটপুট বর্ণালী বিচ্ছুরণ ঘটায়, যা ট্রান্সমিশন দূরত্ব এবং ব্যান্ডউইথকে সীমিত করে।

অ্যাপ্লিকেশন: স্বল্প-দূরত্বের, কম গতির অপটিক্যাল যোগাযোগ (যেমন, 100M SFP মডিউল)।

উল্লম্ব-গহ্বর পৃষ্ঠ-নির্গমন লেজার (VCSEL)

কার্যকরী নীতি: চিপ পৃষ্ঠের সাথে লম্বভাবে একটি রেজোনেটর বৈশিষ্ট্যযুক্ত, উল্লম্বভাবে আলো নির্গত করে। মিরর হিসাবে বিতরণকৃত ব্র্যাগ প্রতিফলক (DBRs) ব্যবহার করে।

বৈশিষ্ট্য: কম বিদ্যুতের ব্যবহার, সাশ্রয়ী, সহজ ইন্টিগ্রেশন এবং পরীক্ষা। কম বিচ্ছুরণ সহ সংকীর্ণ আউটপুট বর্ণালী উচ্চ-গতির স্বল্প-দূরত্বের যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত।

অ্যাপ্লিকেশন: ডেটা সেন্টার এবং এন্টারপ্রাইজ নেটওয়ার্ক (যেমন, 400G QSFP-DD SR8 এবং 100M SFP FX মডিউল)।

ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক লেজার (DFB লেজার) / সরাসরি মডুলেটেড লেজার (DML)

কার্যকরী নীতি: একক-মোড আউটপুটের জন্য নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে নির্বাচনীভাবে বিবর্ধিত করতে লাভ মাধ্যমে পর্যায়ক্রমিক গ্রেটিং কাঠামো অন্তর্ভুক্ত করে।

বৈশিষ্ট্য: একক-মোড আউটপুট, সংকীর্ণ বর্ণালী, এবং উচ্চ স্থিতিশীলতা মাঝারি-দূরত্বের, মাঝারি-গতির যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত।

অ্যাপ্লিকেশন: মেট্রোপলিটন এবং অ্যাক্সেস নেটওয়ার্ক (যেমন, 200G QSFP56 FR4 এবং 100M SFP CWDM EX মডিউল)।

ইলেক্ট্রো-অ্যাবসর্পশন মডুলেটেড লেজার (EML)

কার্যকরী নীতি: একটি চিপে একটি ইলেক্ট্রো-অ্যাবসর্পশন মডুলেটর (EAM) সহ একটি লেজারকে একত্রিত করে। EAM লেজারকে মডুলেট করতে ভোল্টেজের মাধ্যমে আলো শোষণ নিয়ন্ত্রণ করে।

বৈশিষ্ট্য: কম বিচ্ছুরণ, উচ্চ বিলুপ্তি অনুপাত, এবং উচ্চ গতি দীর্ঘ-দূরত্বের, উচ্চ-হারের যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত।

অ্যাপ্লিকেশন: ব্যাকবোন এবং মেট্রোপলিটন নেটওয়ার্ক (যেমন, 400G QSFP-DD FR4 এবং 10G SFP+ CWDM ER মডিউল)।

ফাইবার লেজারের প্রকারের তুলনা

DML/DFB এবং EML-এর মধ্যে নির্বাচন

DML/DFB লেজারগুলি সাধারণত কম ডেটা রেট এবং ছোট দূরত্বের (10km এর নিচে) জন্য কাজ করে, যেখানে EML লেজারগুলি উচ্চ ডেটা রেট এবং দীর্ঘ-পরিসরের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করে।

উপসংহার

অপটিক্যাল ট্রান্সসিভার মডিউলগুলির মূল উপাদান হিসাবে, ফাইবার লেজারগুলি ট্রান্সমিশন দূরত্ব, ব্যান্ডউইথ এবং সিস্টেমের ব্যয়কে অত্যন্ত প্রভাবিত করে। তাদের নীতি, বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলি বোঝা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে অপটিমাল মডিউল নির্বাচনকে সক্ষম করে, অপটিক্যাল যোগাযোগ সিস্টেমে কর্মক্ষমতা এবং ব্যয়-দক্ষতা বৃদ্ধি করে।