VPI Photonics发布11.1版光子学系列仿真软件

日前，德国知名光子学仿真软件公司VPIphotonics正式发布了光子学设计软件：VPItransmissionMaker与VPIcomponentMaker系列11.1版本。

较新版本一如既往地提保持了通用可用性、设计流程和数据分析能力，为带偏振复用的QAM概率整形，数字信号处理，PAM4信号，瞬态SPICE模拟，集成光调制器，多模光纤和耦合器等应用提供了仿真和设计流程方面的优化。此外，新版本也增加了新的仿真示例并更新了现有仿真示例，总的示例已经超过880个。

自从1998年VPI推出系列光子学仿真设计软件以来，VPIphotonics公司22年来专注于光通信系统和器件设计仿真方向，紧跟业内新技术发展趋势，为业内广大公司和研究单位客户持续提供较新软件仿真解决方案。

图1 // 版本11.1的光子设计环境（PDE）

新版本主要特性：

● 新增高阶调制的标准全局参数，用于指定符号率，模拟符号数和每个符号的比特数。

● 新增双偏振（DP）发射机模块，用于概率整形的m进制正交幅度调制（PS-mQAM）信号

● 新增PS-mQAM的CPR示例。新示例展示了优化的数字信号处理（DSP）算法在DP（PS-）mQAM信号的载波相位恢复（CPR）中的应用

● 新增用于多输入多输出（TDE-MIMO）的时域均衡器的增强DSP算法，以确保与外部功率归一化兼容并支持二进制相移键控（BPSK）调制格式。

● 新增Bit-2-Symbol 示例 –新示例展示了如何显示和存储（图像和代码文件）复杂调制光通道的bit-to-symbol映射

● 新增PAM4 Metrics仪器模块，用于计算四进制脉冲幅度调制（PAM4）信号的关键指标。

● 新增用于微环调制器（MRM）的系统级模型及应用示例。新模型包含电气特性和光学特性，可仿真耗尽型移相器的硅基MRM或用户自定义的MRM。

● 新增瞬态SPICE仿真支持，可对电器件（例如，激光器驱动和跨阻放大器）和光电组件的等效电路（例如，寄生电路和结模型（junction models））进行详细建模。

● 更新了虚拟仪表模块，可自动表征半导体激光器，光调制器，光放大器和多模VCSEL。

● 新增PhotonicsTLM控制宏命令，新增宏命令可在一个仿真工程文件中使用多个PhotonicsTLM模块或基于TLM的星系时大大简化仿真设置。

● 新增Block-2-Samples转换功能，可通过更改BlockToSample和SampleToBlock模块的单个控制参数，轻松创建可在模块模式和样品模式之间切换的仿真工程文件。

● 增强多模耦合器模型，支持具有通过自由空间传播分离的多个光学元件（例如透镜，光圈，空间光调制器）的成像系统。也可以使用仅由放大率值描述的基本黑匣子成像系统模型。新的示例展示了如何使用空间光调制器和透镜将高斯光束耦合到少模光纤的特定模式中。

● 新增符合IEC 60793-1-42标准，用于测量多模光纤的色散和色散斜率的测试台。

● 新增用于将Null Source和Ground添加到开放模块端口的新宏命令，简化设计流程。

● 开发使用VPIphotonics Python模块的源代码时，集成开发环境（例如PyCharm，Visual Studio）中现在可以提供智能代码完成和上下文帮助。

设计示例–空间光调制器的模式选择性激发

此示例说明了如何使用多模光束/光纤耦合器模块模拟模式选择性激发。输入的高斯光束通过包含相位空间光调制器（SLM）和透镜的自由空间通道传输。

SLM相位掩模代表LP模式的相位模式，应在光纤中将其激发。多模耦合器模块计算与光纤模式的耦合系数，以及耦合后观察到的光纤端面上的输入和传输光束强度分布以及强度分布。阶跃折射率光纤的纤芯直径为15 um，并支持10种模式。

在底部，我们看到如何使用相位SLM和透镜将输入的高斯光束转换为类似LP31的场模式，然后耦合到少模光纤的LP31模式。

图2 // 使用多模光束-光纤耦合器模块进行选择性模式激励的设置和结果