光通信器件的案例
光通信設計軟件——OptiSystem 光通信系統與放大器設計軟件
OptiSystem是一款具有創新意識、持續更新、功能強大的光通信設計軟件，對LAN, SAN, MAN以及超長距光通信等光傳輸層的幾乎每一種光鏈路都能夠進行設計、測試和仿真。它提供傳輸層光通信系統中從器件到系統層面的設計和規劃，并直觀地呈現分析結果和設計方案。與Optiwave公司的其他設計自動化軟件的協同使用將更加有利于加速產品投向市場并縮短投資回報周期。
OptiSystem是一個獨立的產品，不依賴于其他仿真框架。它是基于光纖通信系統實際建模的系統級仿真軟件。它擁有強大的仿真環境以及元件和系統的分層定義。通過添加用戶組件，可以輕松擴展其功能，并且可以無縫連接到各種工具。
產品優勢：
? 提供對整個光通信系統性能的全局考察
? 快速，低成本的原型設計
? 評估參數靈敏度以設計容差規格
? 直觀地呈現設計選項和方案
? 對各種系統性能數據的快捷訪問
? 提供自動參數掃描與優化
? 和Optiwave系列產品的協同仿真
關鍵功能：
元件庫
OptiSystem元件庫里有數百種元件，用戶可以輸入從實際元件中測得的技術參數。元件庫集成了來自不同供應商的測試與測量設備。用戶可以基于子系統和用戶自定義庫加入新的的元件，或者利用諸如MATLAB或SPICE等第三方軟件與其協同仿真。
和Optiwave其他軟件的集成
OptiSystem允許用戶使用Optiwave軟件工具（OptiSPICE，OptiBPM，OptiGrating和OptiFiber）來構建在器件層面和電子回路層面的元件。
混合信號表征
OptiSystem在仿真時可同時處理光信號和電信號。OptiSystem采用與所需的仿真精度和效率有關的靈活算法對信號進行計算。
品質和性能算法
光通信系統的性能通常會受到碼間串擾和噪聲的限制。
展開 智芯研報｜深度解析光電子器件行業
VCSEL在通信領域主要應用于850nm波段數據傳輸，廣泛應用于數據中心和接入網。隨著VCSEL在蘋果手機3D傳感的應用突破，未來VCSEL有望廣泛應用于消費電子、工業、汽車、醫療等新興領域。
常見的電芯片包括：
在高端模塊中，光芯片成本占比通常在40%-60%，電芯片成本占比通常在10-30%，合計占比約在80%
光器件
光器件可根據功能不同劃分為有源器件和無源器件。有源器件主要用于光電信號轉換，包括激光器、調制器、探測器和集成器件等。無源器件用于滿足光傳輸環節的其他功能，包括光連接器、光隔離器、光分路器、光濾波器、光開關等。
通過把一些器件集成組合后，可以形成光模塊中重要的兩個組件，分別是TOSA（光發射組件）以及ROSA（光接收組件），從而進行光電之間的信息轉換。
展開 光通信設計軟件——OptiBPM 光波導設計軟件
OptiBPM 是一套用于設計復雜光波導的計算機輔助設計軟件，他功能強大、用戶友好，可仿真光器件中光信號的傳導、耦合、開關、分束、復用和解復用，讓您在計算機上創建各種光纖波導設計。
OptiBPM是基于光束傳播法(BPM)，對光通過任何波導介質進行仿真，無論是各向同性還是各向異性介質。使用OptiBPM用戶可以在考察近場分布的同時驗證發散場和波導場。
OptiBPM可以提高工程師的工作效率，減少設計風險，并降低與波導器件設計相關的整體成本。
OptiBPM可以模擬二維（2D）和三維（3D）波導器件中的光傳播。
2D區域是：
· X方向（垂直）-橫向
· Z方向（水平）-傳播方向
3D區域是：
· X方向（垂直）-橫向
· Y方向-深度
· Z方向（水平）-傳播方向
注：模擬器件在橫向尺寸上具有階梯狀的有效折射率分布。
要從真實的3D器件獲取二維器件，要應用有效折射率方法。從3D到2D的縮減包含用一維橫截面替換器件的二維橫截面。用一維有效折射率分布代替實際折射率截面。雖然有效折射率法是一種近似解，但它適用于許多器件。BPM 3D提供了階躍折射率波導設計所需的所有工具。在BPM 3D中，輸入建模數據，這些數據由折射率分布、起始傳播場和一組數值參數組成。折射率分布由項目布局中列出的波導結構提供。起始場可以是波導模式、高斯場、矩形場或用戶自定義場。起始場和其他模擬參數在Global Data對話框中指定，該對話框通過Simulation菜單訪問。
數值模擬
OptiBPM處理環境包含光束傳播方法（BPM）作為其核心元素，以及與BPM算法兼容的模式求解器。BPM基于控制介電質中光傳播的方程的數值解。BPM考慮單色信號，并與求解亥姆霍茲方程有關。
展開 仿真APP助力無線通信器件研發設計
<p><strong>無線通信器件</strong>是實現無線通信的基礎，包括<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">射頻芯片</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">功率放大器</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">濾波器</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">天線</strong>和<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">收發模塊</strong>等。它們負責信號的生成、調制、放大、濾波和傳輸，共同確保無線通信的高效性和穩定性。這些器件廣泛應用于<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">5G基站</strong><strong>、智能手機、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">無線網絡</strong><strong>、衛星通信</strong>等領域，極大地促進了信息流動和全球互聯互通。</p><p><strong>通信器件的性能關系到信息的傳輸質量與速度</strong>。使用<strong>仿真APP</strong>能夠在研發初期，在虛擬環境中對各類通訊器件在不同工況下的性能指標進行直觀展示，從而<strong>識別潛在設計缺陷，指導設計優化</strong>。
展開 
利用RSoft的BPM算法對光波導和簡單光波導器件進行仿真 ￥15
RSoft是一款非常實用的光波導仿真軟件。其中包含了BPM,FDTD,FEM等多種算法，使得它能夠適用于各種不同要求場合。本課程主要使用RSoft算法集中的BPM算法對光波導和簡單光波導器件進行仿真計算，從而對光在波導中的傳輸有一定得了解。
一、軟件CAD界面：
下載網站上的壓縮包，解壓縮后運行C:\Program Files\RSoft\bin文件夾中的bcadw32.exe，即出現如下圖所示的CAD界面。此界面是定義波導結構和下一步計算的前提。
二、單根波導的仿真：
在軟件中，點擊左上角的”New Circuit”按鈕，如圖所示。
點擊后彈出基本設置對話框，波導的一些基本特性參數需要在此設定。我們模擬目前光通信系統中應用最為廣泛的掩埋型二氧化硅波導（channel型）。波導橫截面的尺寸結構為6um*6um，芯層折射率為1.465，包層折射率為1.455（包層和芯層的折射率差為0.01），通信波長為1.55um。基本參數的設定如下圖所示（注意，軟件中關于長度的單位均為um）：
設置完畢后點擊”OK”，進入CAD界面。
首先畫一根直波導。點擊”Segment mode” （新建文件時默認就是此模式），如上圖紅圈所示。之后在空白的CAD窗口中某一處單擊鼠標左鍵，在任意另一處再單擊左鍵，即可畫出一條波導，如下圖所示。
到目前為止，畫出的波導是任意的，我們還需要對它進行設置，滿足我們設計的要求。將鼠標移動至波導上（紅色區域上），再單擊鼠標右鍵，會彈出波導的設置菜單。由于我們只需要仿真普通的直波導，所以大部分設置保持默認即可。主要需要調整波導的位置。在RSoft軟件中，波導位置是由首尾兩個坐標確定的，并且BPM計算的光是只沿著z軸傳播（即豎直方向），這個是需要特別注意的。
展開 GaN產業鏈—射頻通信大顯身手，功率器件或后來居上
來源：平安證券
光通信有哪些波段？
但是，這些波段資源可以真正應用到5G等通信系統中，還受到下面因素影響。
受光器件的限制，例如下列光器件對新擴展的波段范圍都不能直接支持，需要升級。
摻鉺光纖放大器（EDFA）
調制器等有源器件
波長選擇開關（WSS）無源器件
對于L波段，傳輸性能劣化，會增加運維復雜性，進而增加成本投入。
可喜的是運營商已經將充分利用現有光纖資源，擴展光纖可用波段資源，提升傳輸容量，作為未來光通信網絡發展的目標，當前也有部分運營商開始部署Cpp波段光網絡。
隨著技術的日新月異，未來我們一定可以看到采用C+L波段解決方案的光通信網絡。
文章來源：中興文檔
展開 VirtualLab Unity應用：光通信窄帶濾光片
該濾光片能夠實現高精度的信號分離，有效抑制雜散光干擾，從而顯著提升系統的信噪比與整體光學性能，適用于高要求的光通信場景。
應用場景
光通信窄帶濾光片需要實現某一特定波長的信號傳輸并且強烈抑制相鄰波長的干擾。本案例中通過合理的初始結構生成，以及進一步優化層厚度，目標是實現中心波長在1304.58nm，帶寬2.2nm，通帶最大插入損耗小于0.2dB，1260-1301.38nm以及1307.78-1360nm為反射帶，反射帶的反射隔離度大于27dB。
設計結果
設計結果如圖所示，通帶內的最大插入損耗小于 0.2 dB，兩側反射帶的隔離度也優于 27 dB，整體性能滿足設計要求。
設計流程
窄帶濾波片屬于帶通濾波片的一種，由于單腔窄帶濾光片的光譜成一三角形，因此有一半能量無法透射而浪費掉，且過度帶的斜率不夠陡峭，應用于光通信系統中會造成串擾。因此本案例采用多腔法布里-珀羅型窄帶濾光片結構：Air | (F-P型濾光片)^5| K9。
展開 技術 | 光通信的最新技術趨勢
上周，我參加了“2021中國光通信高質量發展論壇”，有一些收獲與思考。特此撰文，與大家分享。
▉ 光通信的發展現狀
1966年，華裔科學家高錕博士發表了那篇劃時代的經典論文——《光頻率介質纖維表面波導》，奠定了光纖通信的理論基礎，也開啟了偉大的光通信時代。
高錕（1933-2018）
如今，光纖通信已經走過了半個多世紀的發展歷程。它徹底改變了人類通信技術的發展軌跡，也改變了我們每一個人的生活。
我們現在之所以能夠享受高速且低價的網絡連接服務，很大程度上要歸功于光纖通信的貢獻。
光纖（光導纖維）
如今，光纖通信已然成為整個通信網絡的支柱和底座。全網超過98%以上的信息，都是通過光纖通信傳遞的。
《光纖通信55年的發展》，毛謙，中國信科
在產業方面，光通信作為承載網（傳送網）和數據中心的關鍵技術，支撐了規模龐大的產業鏈。根據研究機構的數據，2020年全球光通信下游市場收入規模達到1.4萬億元。
中國企業在光通信產業鏈中，占據較高的比例：
（數據僅供參考）《光纖通信55年的發展》
，毛謙，中國信科
面向未來的光通信，還有很大的發展空間。現網中的數據流量，正在按照每年30%~40%的速度增長。從整體來看，技術變革仍然跟不上業務流量的增長速度。
展開 一文讀懂：可見光通信的原理
來源 | EEPW雜志
作者 | Mike Sandyck, 安森美產品營銷經理
可見光通信（VLC）是一種技術，在某些應用中，它與更常用的射頻（RF）相比具有顯著的優勢。除了從一個點到另一個點的數據傳輸的明顯用途外，VLC因其能夠提供高度準確和安全的室內定位系統而引發了眾多關注。實施VLC系統會帶來涉及系統集成和電源管理的特定挑戰，特別是對那些不熟悉該技術的人來說。
本文將探討VLC的一些應用，包括VLC定位系統的原理，并討論最新的器件如何提供一條風險極小的設計路徑。
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VLC概述
隨著LED的發展，它在可靠性、功耗和發光能效方面已超過了白熾燈，照明的重要性已顯著增加。
然而，利用光作為傳輸媒介的概念并不新鮮，可以追溯到1792年的法國，在那里，安裝在塔上的信號燈能在城市之間進行基于光的通信。
19世紀初，美國軍方開發了“太陽儀”，利用鏡子通過中斷光線或轉動鏡子來反射太陽光。
1880年，亞歷山大·格雷厄姆·貝爾（電話的發明者）創造了他的光電電話，通過一束可見光來傳輸語音信號。
現代VLC系統使用380～750nm光譜內的可見光430～790THz。通過對現有燈具的光進行調制，可建立通信，而沒有射頻技術的任何限制。
在現代世界，使用射頻的移動數據的急劇增加意味著非常擁擠的光譜，這可能導致干擾。VLC通常在室內使用，最大的潛在干擾源——像太陽這樣的高強度光源——并不是一個因素。可見光本來也是免授權的傳輸頻段，不需要申請許可證，也不受附近系統對同一頻段的競爭。
展開 OptiBPM光纖通信系統——光功率耦合器
? 光功率合成器是光纖通信系統中的必要器件。
? 如果功率合成器具有以下特性：
? 對稱性
? 輸入和輸出具有完全相同的單模波導
? 這類功率合成器具有一些獨有的特點，但其基本特征可以在OptiBPM中得到準確的驗證。
? 根據能量守恒定律
? 由于輸入和輸出波導是完全相同的單模波導，輸入和輸出場的振幅需滿足：
? 因此，
? 下圖是在OptiBPM中仿真一個設計好的3D功率合成器實例。
? 在黑匣中只有一束入射光時會發生什么？
? 考慮一個輸入的情況下，
? 在兩個輸入的情況下，
? 結論
設計一個滿足以下要求的單模功率合成器是不可能的。
1. 無能量損失地合成2個完全相同的光學模場。
2. 當只有1個輸入模場時無能量損失。
OptiBPM在仿真結果和理論值之間顯示了高度的一致性
展開 
VirtualLab Unity應用：光通信窄帶濾光片
該濾光片能夠實現高精度的信號分離，有效抑制雜散光干擾，從而顯著提升系統的信噪比與整體光學性能，適用于高要求的光通信場景。
摘要
數字式環境光傳感器是一種將環境光強度轉換為?數字信號?的光電轉換器件-WH81120UF
數字式環境光傳感器（Digital Ambient Light Sensor, ALS）是一種將環境光強度轉換為?數字信號?的光電轉換器件，廣泛應用于手機、筆記本、智能家居等設備的自動亮度調節，以提升視覺舒適度并降低功耗。
四大核心工作原理：
一、光電轉換?：采用?光電二極管?或?光電晶體管?作為感光元件。當可見光（通常覆蓋380–780 nm）照射到半導體材料上時，光子激發電子-空穴對，產生與光照強度成正比的?微弱光電流??。
二、信號調理?：光電流經?跨阻放大器?（TIA）轉換為電壓，并通過?可編程增益放大器?（PGA）進行放大，以適配不同光照范圍?。
三、模數轉換?：放大后的模擬信號由?高精度ADC?（如16位Σ-Δ或SAR型）轉換為數字值?。
四、?數字輸出?：最終結果通過?I2C?或?SPI?等數字接口輸出，可直接由MCU讀取，無需外部ADC?。
由工采網代理的WH81120UF是一種光數轉換器，它結合了光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器。內置紅外線濾光片的環境光傳感器（ALS）提供與人眼響應相近的光譜；能準確捕捉周圍環境中的光變化，使產品更智能化。
WH81120UF采用緊湊型表面貼裝封裝，尺寸僅為2.0x2.0x0.7mm，非常適合空間有限的小型電子產品；電壓范圍：1.7V～3.6V，工作溫度范圍-40°C至+85°C，能在惡劣環境穩定運行；具有高分辨率的數字輸出和可編程動態范圍比率，支持I2C接口，以400kHz/s快速模式進行數據通信，提高了數據傳輸效率。
WH81120UF具有高/低閾值的可編程中斷功能。電源需要確保VDD旋轉率至少為0.5V/ms。WH81120UF具有電源復位功能。當VDD在室溫下低于1.4V時，集成電路將自動重置。
展開 光通信的3個波段新秀，還不知道嗎？
但是，這些波段資源可以真正應用到5G等通信系統中，還受到下面因素影響。
受光器件的限制，例如下列光器件對新擴展的波段范圍都不能直接支持，需要升級。
摻鉺光纖放大器（EDFA）
調制器等有源器件
波長選擇開關（WSS）無源器件
對于L波段，傳輸性能劣化，會增加運維復雜性，進而增加成本投入。
可喜的是運營商已經將充分利用現有光纖資源，擴展光纖可用波段資源，提升傳輸容量，作為未來光通信網絡發展的目標，當前也有部分運營商開始部署Cpp波段光網絡。
隨著技術的日新月異，未來我們一定可以看到采用C+L波段解決方案的光通信網絡。
文章來源：中興文檔
展開 Optiwave.OptiSystem.v7.0 光通信系統模擬軟體
Optiwave.OptiGrating.v4.2.2
Optiwave.OptiSystem.v7.0 光通信系統模擬軟體
OPTIS.OPTISWORKS.STUDIO.V2007 光學設計
fred.V7光線追跡軟件
TFCalc.v3.5.6 光學薄膜軟件
Thin.Film.Center.Essential.Macleod.v9.7.0 光學薄膜
GLAD V4.7
WinLens.Plus.v1.1.6a 光學設計軟件
Masechinensuh
專業提供各類行業軟件，誠信為本，歡迎您的資咨
MP：18980583122 扣扣：1140988741
BeamPROP.v5.1.9.vs.Fullwave.v3.0.9
BeamPROP.v5.1.2.FullWAVE.v3.0.2.BandSOLVE.v1.2.GratingMOD.v1.1 微光學分析軟件
DynaLS.v2.0(粒子及光譜分析軟件)
Febees.BlacklightFly.v4.9.5948
LUCIDSHAPE.V1.3
LucidShape.v1.2
OSLO_PREMIUM_V6.46
BMP-CAD設計陣列波導光柵的光學軟件
Wils.v6.3.6.25 照明計算
WYSIWYG.Release.10 照明設計
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