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：
BjbpRQ, •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
K/XUF#^B] •光栅布局
模拟和后处理分析
A/*h[N+2! 布局layout
("j*! Dsd 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
05vu {> 图1.二维光栅布局
C)qP9uW Qx !!
Ttd{ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
1"HSM =p fsVr<m 步骤：
Zl`sY5{1 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
I'16- 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 uB uwE 6 Wafer Dimensions：
{_*$X Length (mm): 8.5
X+k `UM~ Width (mm): 3.0
W/I D8+:i l IL{*q( 2D wafer properties:
|m>n4 -5QL Wafer refractive index: Air
h2Jdcr#@FF 3 点击 Profiles 与 Materials.
[=I==?2`X mnWbV\ VY 在“Materials”中加入以下
材料：
e.^Y4( Name: N=1.5
\%:]o-+"I Refractive index (Re:): 1.5
al:c2o f@= lK?Pfh Name: N=3.14
0_5j( Refractive index (Re:): 3.14
r<L>~S>yb jF%[.n[BU 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
( -rw]=Qu Name: ChannelPro_n=3.14
lEv<n6:_ 2D profile definition, Material: n=3.14
`` mi9E ]&/KAk Name: ChannelPro_n=1.5
ym)`<[T 2D profile definition, Material: n=1.5
,\ RxKSU dd%-bI^ 6．画出以下波导结构：
2Md'<. a. Linear waveguide 1
w~( x*R} Label: linear1
g?caE) Start Horizontal offset: 0.0
spt= '!) 4 Start vertical offset: -0.75
';bovh@* End Horizontal offset: 8.5
!56gJJ -r End vertical offset: -0.75
Y4|g^>{<ni Channel Thickness Tapering: Use Default
IW'2+EGc Width: 1.5
&$</|F)y Depth: 0.0
Li;(~_62a] Profile: ChannelPro_n=1.5
r' ydjy \LS+.bp% b. Linear waveguide 2
[#R<Z+c Label: linear2
A{Q :,S) Start Horizontal offset: 0.5
#D{//P|; Start vertical offset: 0.05
ly] n2RK End Horizontal offset: 1.0
;hLne0|)} End vertical offset: 0.05
~:%rg H Channel Thickness Tapering: Use Default
MrA&xM Width: 0.1
W}5 H'D Depth: 0.0
qm)KO 4 Profile: ChannelPro_n=3.14
,\K1cW~U5 Ilc FW 7.加入水平平面波：
b]h]h1~hHH Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
L){rv)?=" Input field Transverse: Rectangular
l AwOp X Position: 0.5
uvrfR?%QK Direction: Negative Direction
AT{ewb Label: InputPlane1
,J cQp=g 2D Transverse:
'?~k`zK Center Position: 4.5
&n:F])`2 Half width: 5.0
7^J-5lY3S Titlitng Angle: 45
X=p~`Ar M{ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
q_N8JQg 图2.波导结构（未设置周期）
?_F,H hQ TvWhy`RQ 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。
<Z c: 将Linear2代码段修改如下:
? )cNe:KY Dim Linear2
{Z_Pry$6 for m=1 to 8
F62 arDA Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
O>Nop5#o Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
X3:-+]6,d Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
1lNg} !)[K Linear2.SetAttr "Depth", "0"
s.rS 06x Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
R?Q@)POW Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
t
_Q/v Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
y\Z-x Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
i%W,Y8\uf* t$=0 C 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。
By@<N [I@ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
T] nZ3EZ e3wFi,/@ 设置仿真参数
)G6]r$M>o0 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
h@z(yB
j:0 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
|Js96>B : TE simulation
4.3Bz1p&# Mesh Delta X: 0.015
nFlj`k<]Y Mesh Delta Z: 0.015
I@ch 5vl4 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@Ns^?#u~ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
IrXC/?^h Number of Anisotropic PML layers: 15
A;h0BQm/j 其它参数保持默认
%&^F.JTt\ 运行仿真
T"Wq: • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
?#\?&uFJ} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~2~KcgPsq • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
0= s+bo1 L `+\M+ 远场分析
衍射波
^n<p#0)+a 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
;sa-Bh=j^ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
{ >Y< ! 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
11
.RG
* 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
/
GJ"##< 图4.远场计算对话框
?/{
qRz'C< +6f5uMKUvs 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/+J?Ep(_ Wavelength: 0.63
/PIU@$DV Refractive index: 1.5+0i
jjz<V(Sk Angle Initial: -90.0
g B<p Angle Final: 90.0
\nx ^=4*yk Number of Steps: 721
e 9q/[xMi Distance: 100, 000*wavelength
`a2Oj@jP Intensity
[/*85 4 slHlfWHq 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Eln"RKCt}9 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
(>>pla^ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
