光栅布局在大多数情况下是周期性
结构。OptiFDTD中有两种实现周期性布局的方法：PBG编辑器和VB脚本。本课将重点介绍以下功能：
H^_]' ~. •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
LoZ8;VU •光栅布局
模拟和后处理分析
Xb +)@Y4h 布局layout
DE"KbA0 } 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
nn><
k" 图1.二维光栅布局
(}E-+:vFU \|^fG9M~ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
7
+A-S9P) s 33< }O0 步骤：
~um+r],@@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
wXw pKm 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 !#cZ! Wafer Dimensions：
18JhC*in Length (mm): 8.5
F%QZe*m[ Width (mm): 3.0
kcT ?< r ^ei[#I 2D wafer properties:
DC S$d1 Wafer refractive index: Air
/?X1>A:* 3 点击 Profiles 与 Materials.
uV1H iv- E-h`lDoJ 在“Materials”中加入以下
材料：
sX53(|?* Name: N=1.5
QYDTb=h~ Refractive index (Re:): 1.5
<<F#Al tMGkm8y-A Name: N=3.14
J HpoW}7QB Refractive index (Re:): 3.14
Od X-.FFl ,])@?TJb@ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
'Tcl H80 Name: ChannelPro_n=3.14
+o&E)S}wP 2D profile definition, Material: n=3.14
;:xOW$ =uK Gh`^[ Name: ChannelPro_n=1.5
,Yhy7w 2D profile definition, Material: n=1.5
bqY}t. Y&" I Nw c@XB 6．画出以下波导结构：
t6
:;0 [j a. Linear waveguide 1
m(JFlO Label: linear1
]PdpC" Start Horizontal offset: 0.0
^Q8m) 0DP Start vertical offset: -0.75
!Z P1?l30 End Horizontal offset: 8.5
$t5
0<1
End vertical offset: -0.75
M
(dVY/ i Channel Thickness Tapering: Use Default
YLk; ^? Width: 1.5
js
)G Depth: 0.0
Bu?"b= B* Profile: ChannelPro_n=1.5
Yjz'lWg 0@a6r=`el b. Linear waveguide 2
9/C0DDb Label: linear2
]*a)'k_@[ Start Horizontal offset: 0.5
2D-ogSIo Start vertical offset: 0.05
N]cGJU>$ End Horizontal offset: 1.0
]7kq@o/7 End vertical offset: 0.05
lv9Ss-c4 Channel Thickness Tapering: Use Default
X70 vDoW Width: 0.1
V M[9!:
Depth: 0.0
JA7HO | Profile: ChannelPro_n=3.14
M64z Vxsd EK. L>3 7.加入水平平面波：
M"F?'zTkJ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
nut;ohIh Input field Transverse: Rectangular
xXO& -v{ X Position: 0.5
G\h8 j *o
Direction: Negative Direction
BXueOvO8 Label: InputPlane1
Vja' :i 2D Transverse:
E*Vx^k$ Center Position: 4.5
RLY Ae Half width: 5.0
`9Ngax=_ Titlitng Angle: 45
MnFem $ @ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
>rlQ Y>5pH 图2.波导结构（未设置周期）
tjk Y[ Mr:*l`b_ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
U0u @[9! 将Linear2代码段修改如下:
"Ks% ! Dim Linear2
9.e?<u*-z for m=1 to 8
hXS'*vO" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'xZxX3 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Bt,qG1>$- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
[$3Zid Linear2.SetAttr "Depth", "0"
If6wkY6sR Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+`f gn9p Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
QHr
3J
Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
F ']Vg31c Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
8s8q`_.)( 3f 's>+,#% 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
3leg,q d 图3.光栅布局通过VB脚本生成
#f .@XIt' )ACa0V>*p 设置仿真参数
v)N6ZOj*C 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
pvy ;L[c 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
M; zRf3S TE simulation
-j3 -H& Mesh Delta X: 0.015
3~I<f ^K4 Mesh Delta Z: 0.015
~2@U85"o Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
~QBf78@Gf 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
<!X'- >i%q Number of Anisotropic PML layers: 15
#CV(F$ \1{ 其它参数保持默认
hl}#bZ8] 运行仿真
ABhza| • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
F&lc8 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
y(.WK8
• 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
;~~Oc d;lp^K
M 远场分析
衍射波
TOMvJ>bF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
b{s E#m%r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
y#AY+
> 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
b,T=0W 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
>jl"Yr# 图4.远场计算对话框
ieBW 0eMi (~Zg\(5#
5. 在远场对话框，设置以下参数：
"G6d'xkP Wavelength: 0.63
&[*<> Refractive index: 1.5+0i
=q
xcM+OX1 Angle Initial: -90.0
WS (@KN Angle Final: 90.0
jn}6yXB Number of Steps: 721
*kyy''r Distance: 100, 000*wavelength
D{BH~ IM Intensity
h:bs/q+- MiRH i<g0 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
4vqu(w8
L 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
m}uF&|5 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
