日前，德國光子學(xué)仿真軟件公司VPIphotonics正式發(fā)布了光子學(xué)設(shè)計(jì)軟件：VPItransmissionMaker與VPIcomponentMaker系列11.1版本。

新版本一如既往地提保持了通用可用性、設(shè)計(jì)流程和數(shù)據(jù)分析能力，為帶偏振復(fù)用的QAM概率整形，數(shù)字信號處理，PAM4信號，瞬態(tài)SPICE模擬，集成光調(diào)制器，多模光纖和耦合器等應(yīng)用提供了仿真和設(shè)計(jì)流程方面的優(yōu)化。此外，新版本也增加了新的仿真示例并更新了現(xiàn)有仿真示例，總的示例已經(jīng)超過880個。

自從1998年VPI推出系列光子學(xué)仿真設(shè)計(jì)軟件以來，VPIphotonics公司22年來專注于光通信系統(tǒng)和器件設(shè)計(jì)仿真方向，緊跟業(yè)內(nèi)新技術(shù)發(fā)展趨勢，為業(yè)內(nèi)廣大公司和研究單位客戶持續(xù)提供新軟件仿真解決方案。

圖1 // 版本11.1的光子設(shè)計(jì)環(huán)境（PDE）

新版本主要特性：

● 新增高階調(diào)制的標(biāo)準(zhǔn)全局參數(shù)，用于規(guī)定符號率，模擬符號數(shù)和每個符號的比特?cái)?shù)。

● 新增雙偏振（DP）發(fā)射機(jī)模塊，用于概率整形的m進(jìn)制正交幅度調(diào)制（PS-mQAM）信號

● 新增PS-mQAM的CPR示例。新示例展示了優(yōu)化的數(shù)字信號處理（DSP）算法在DP（PS-）mQAM信號的載波相位恢復(fù)（CPR）中的應(yīng)用

● 新增用于多輸入多輸出（TDE-MIMO）的時域均衡器的增強(qiáng)DSP算法，以確保與外部功率歸一化兼容并支持二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）調(diào)制格式。

● 新增Bit-2-Symbol 示例 –新示例展示了如何顯示和存儲（圖像和代碼文件）復(fù)雜調(diào)制光通道的bit-to-symbol映射

● 新增PAM4 Metrics儀器模塊，用于計(jì)算四進(jìn)制脈沖幅度調(diào)制（PAM4）信號的關(guān)鍵指標(biāo)。

● 新增用于微環(huán)調(diào)制器（MRM）的系統(tǒng)級模型及應(yīng)用示例。新模型包含電氣特性和光學(xué)特性，可仿真耗盡型移相器的硅基MRM或用戶自定義的MRM。

● 新增瞬態(tài)SPICE仿真支持，可對電器件（例如，激光器驅(qū)動和跨阻放大器）和光電組件的等效電路（例如，寄生電路和結(jié)模型（junction models））進(jìn)行詳細(xì)建模。

● 更新了虛擬儀表模塊，可自動表征半導(dǎo)體激光器，光調(diào)制器，光放大器和多模VCSEL。

● 新增PhotonicsTLM控制宏命令，新增宏命令可在一個仿真工程文件中使用多個PhotonicsTLM模塊或基于TLM的星系時大大簡化仿真設(shè)置。

● 新增Block-2-Samples轉(zhuǎn)換功能，可通過更改BlockToSample和SampleToBlock模塊的單個控制參數(shù)，輕松創(chuàng)建可在模塊模式和樣品模式之間切換的仿真工程文件。

● 增強(qiáng)多模耦合器模型，支持具有通過自由空間傳播分離的多個光學(xué)元件（例如透鏡，光圈，空間光調(diào)制器）的成像系統(tǒng)。也可以使用僅由放大率值描述的基本黑匣子成像系統(tǒng)模型。新的示例展示了如何使用空間光調(diào)制器和透鏡將高斯光束耦合到少模光纖的特定模式中。

● 新增符合IEC 60793-1-42標(biāo)準(zhǔn)，用于測量多模光纖的色散和色散斜率的測試臺。

● 新增用于將Null Source和Ground添加到開放模塊端口的新宏命令，簡化設(shè)計(jì)流程。

● 開發(fā)使用VPIphotonics Python模塊的源代碼時，集成開發(fā)環(huán)境（例如PyCharm，Visual Studio）中現(xiàn)在可以提供智能代碼完成和上下文幫助。

設(shè)計(jì)示例–空間光調(diào)制器的模式選擇性激發(fā)

此示例說明了如何使用多模光束/光纖耦合器模塊模擬模式選擇性激發(fā)。輸入的高斯光束通過包含相位空間光調(diào)制器（SLM）和透鏡的自由空間通道傳輸。

SLM相位掩模代表LP模式的相位模式，應(yīng)在光纖中將其激發(fā)。多模耦合器模塊計(jì)算與光纖模式的耦合系數(shù)，以及耦合后觀察到的光纖端面上的輸入和傳輸光束強(qiáng)度分布以及強(qiáng)度分布。階躍折射率光纖的纖芯直徑為15 um，并支持10種模式。

在底部，我們看到如何使用相位SLM和透鏡將輸入的高斯光束轉(zhuǎn)換為類似LP31的場模式，然后耦合到少模光纖的LP31模式。

圖2 // 使用多模光束-光纖耦合器模塊進(jìn)行選擇性模式激勵的設(shè)置和結(jié)果