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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 /VPIcomponentMaker/VPIlabExpert 系列11.4版本。最 新版本持续保持了灵活可用性、设计流程和数据分析能力，并为DSP和均衡、自由空间光学、LiDAR技术、宽带系统拉曼放大、半导体激光器和SOA等应用提供了仿真和设计流程方面的优化，并提供多达900余个仿真示例。自从1998年VPI推出系列光子学仿真设计软件以来，VPIphotonics公司25年来专注于光通信系统和器件芯片设计仿真方向，紧跟业内最 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最 新软件仿真解决方案。

版本11.4的光子设计环境（PDE）

新版本主要特性

大气信道模型：FSO信道模块功能大幅提升，支持机载和地面链路、地对卫星和星对地链路仿真

星间信道模型：新增星间信道模型，支持指向抖动和多普勒效应仿真

相位屏模型：新大气通道模型使用相位屏方法，支持接收光束的波前失真模拟

FSO链路预算：新增基于通道参数自动计算FSO链路预算宏命令

FMCW LiDAR：新增调频连续波激光雷达系统及相关解决方案，包括可调谐采样光栅分布式布拉格反射（SG-DBR）激光器，以及采用光学相控阵（OPA）的二维光束控制系统

远场可视化：增强耦合器模块功能，可实现窄角光谱光束的可视化

多模光纤：拓展多模光纤求解器，用于将衰减或背景损耗指定为所选模式子集的频率函数

多截面器件结构：新增宏命令，简化了半导体激光器、SOA和其他多截面光电器件的设计和分析

PPLN中二次谐波产生：新增用于在周期极化铌酸锂波导中产生二次谐波的实验模块

FFE & DFE：更新前馈和决策反馈均衡功能，可实现PAM-M信号的最 佳操作

Volterra均衡器：新增易于访问的专用二阶Volterra均衡器模块

DSP参考数据：针对来自任意数字发射机位置的数据辅助模式FFE/DFE，新增模块可获取参考信号

DSP-FIR滤波器：更新算法，支持实数和复数FIR滤波器抽头，并可选择启用自动延迟

DSP-Gardner时钟恢复算法：新改进针对高时钟频率失配的Gardner时钟恢复算法

基于光学频率梳的WDM系统：新增基于光频率梳的相干WDM系统示例

拉曼泵浦优化器：增强型模块，支持不相交光谱范围的泵浦波长优化

增强型拉曼数据：新增宏命令，支持使用Kramers-Kronig关系计算偏振敏感/不敏感拉曼散射对增益光谱非线性系数的贡献

设计示例

超长距无中继传输ROPA系统仿真

此示例演示了C频段10x28 Gbaud DP-16-QAM在300km无中继器超长系统传输，该系统由两个光纤跨段和放置在它们之间的掺杂光纤放大器组成。

Setup and Results for Repeaterless WDM Transmission over 300km

凌云光是VPIphotonics公司在中国区的独 家合作伙伴，作为光通信系统领域领先的高端产品解决方案和技术服务提供商，一直致力于在高速光通信、光电子集成、微波光子学、量子信息等领域，为用户提供领先的产品解决方案。

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。

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ZG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）的高级成像系统。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}