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：
fLm*1S|%\ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
%\Mo-Ow! \ •光栅布局
模拟和后处理分析
qH 6>!=00 布局layout
_1L![-ac 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
c#tjp(- 图1.二维光栅布局
f[ ^Aw(o B|AV$N* 用VB脚本定义一个2D光栅布局
W#C*5@ 8 ;x 1 PS 步骤：
h_I DO% 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
4^OY
C 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 M b1s F Wafer Dimensions：
2q4<t:! Length (mm): 8.5
&7wd?)s Width (mm): 3.0
4J([6< c+nq] xOs' 2D wafer properties:
t=O8f5Pf{ Wafer refractive index: Air
hJ# xB6 3 点击 Profiles 与 Materials.
2WVka gH7|=W 在“Materials”中加入以下
材料：
nl,uuc*; Name: N=1.5
fG(SNNl+D Refractive index (Re:): 1.5
]Y8<`;8/ aC.~&MxFC Name: N=3.14
*m,k(/> Refractive index (Re:): 3.14
[ $n_6 '9j="R; 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
q Xe8K to Name: ChannelPro_n=3.14
sC b=5uI 2D profile definition, Material: n=3.14
s^uS1 25[I=Zd S Name: ChannelPro_n=1.5
sAD}#Zw$ 2D profile definition, Material: n=1.5
vv+z'(l &_|#. 6．画出以下波导结构：
Fv<F}h? 6 a. Linear waveguide 1
;Q*or2"! Label: linear1
#c?j\Y9nz Start Horizontal offset: 0.0
:GP]P^M;G@ Start vertical offset: -0.75
D"?fn <2 End Horizontal offset: 8.5
4 X
|(5q? End vertical offset: -0.75
z] ?N+NHOA Channel Thickness Tapering: Use Default
y6, /:qm Width: 1.5
1@1U/ss1 Depth: 0.0
MgrLSKLT Profile: ChannelPro_n=1.5
d]6#m'U aV|hCN~ b. Linear waveguide 2
g Psi Label: linear2
&wCg\j_c Start Horizontal offset: 0.5
|O9 O )o Start vertical offset: 0.05
j<@lX^ End Horizontal offset: 1.0
E:}r5S) 4 End vertical offset: 0.05
EYEnN Channel Thickness Tapering: Use Default
~W+kiTsD? Width: 0.1
/%TI??PGu Depth: 0.0
FZ,#0ZYJGP Profile: ChannelPro_n=3.14
W=vP]x
>J ;he"ph=> 7.加入水平平面波：
QpA/SmJ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
0rDh}<upjk Input field Transverse: Rectangular
\BZhf?9U X Position: 0.5
$#S&QHyEe Direction: Negative Direction
Sf7\ ;^ Label: InputPlane1
,>-< (Qi 2D Transverse:
Dq5j1m. Center Position: 4.5
)~] (& Half width: 5.0
.=;3d~.] Titlitng Angle: 45
f@DYN!Z_m Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
8b -Q F
图2.波导结构（未设置周期）
N<|Nwq:NN ,5, !es@`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。
S` ;?z 将Linear2代码段修改如下:
Hx*;jpy(2 Dim Linear2
87P>IO for m=1 to 8
f[a}aZ9) Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
CcFn.omA Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
\LppYXz Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
QQ ~- Linear2.SetAttr "Depth", "0"
C/kW 0V7 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
v` 7RCg` Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
[ uq$5u Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
uv(Sdiir8 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
f Tl<p&b zN@ }
#Hk 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
>JCM.I0_| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
O#k6' LN? ~ZhraSI) G 设置仿真参数
/8g^T") 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
x`mN U 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
lBTmx(_}}r TE simulation
7MHKeLq Mesh Delta X: 0.015
{( wHPzq Mesh Delta Z: 0.015
"4H
+!r} Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
RUT,Y4 b 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
!l 1 fIc Number of Anisotropic PML layers: 15
5nO% Ke= 其它参数保持默认
M:3h e 运行仿真
xJZ>uTN • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
wl$h4 {L7 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
?)X,0P' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3G~@H>j u r@Z |5 远场分析
衍射波
;b(p=\i 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
oifv+oY 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
:^x?2%
~K. 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
~-m " 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)
^__Dd)( 图4.远场计算对话框
#w-xBM
@ ";Rtiiu 5. 在远场对话框，设置以下参数：
9 F m"ei Wavelength: 0.63
S. q].a Refractive index: 1.5+0i
dW~*e2nq Angle Initial: -90.0
ux3<l +jv^ Angle Final: 90.0
88h3|'* Number of Steps: 721
FE! lok Distance: 100, 000*wavelength
zs*L~_K Intensity
yH*6@P4:0= q]N:Tpm9 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
C[Dav&=^F 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
x,S
P'f cP 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
