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：
a :*N0 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
^( •光栅布局
模拟和后处理分析
1^]IuPxq 布局layout
"\Dqtr w 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
/Zs_G=\> 图1.二维光栅布局
pvsY
0a@4 pFd{Tdh 用VB脚本定义一个2D光栅布局
S ^~"# Y*9vR~#H 步骤：
Fp ?M@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
E2}X[EoBF 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 yD \Kn{ Wafer Dimensions：
}#.O Jub Length (mm): 8.5
9?sY!gXc Width (mm): 3.0
OD[=fR|cp Y/UvNb<lK 2D wafer properties:
V1Ft 3Msq Wafer refractive index: Air
93Gj#Mk 3 点击 Profiles 与 Materials.
[H!do$[> "PT Et{qn 在“Materials”中加入以下
材料：
7~"eT9W V Name: N=1.5
& to~#.qc Refractive index (Re:): 1.5
GNHXtu6 V&j]*) Name: N=3.14
KgY QxEbIW Refractive index (Re:): 3.14
PfYeV/M| q@S \R
7R 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_~1O #*|4 Name: ChannelPro_n=3.14
1k"t[^ 2D profile definition, Material: n=3.14
@ukL! AV?Y P;XA|`& Name: ChannelPro_n=1.5
%! Sj bh 2D profile definition, Material: n=1.5
9:%')M&Q jEx8G3EL 6．画出以下波导结构：
Z! /_H($ a. Linear waveguide 1
6&i])iH Label: linear1
zO9WqP_`iR Start Horizontal offset: 0.0
SsMs#C8u% Start vertical offset: -0.75
6 Yva4Lv End Horizontal offset: 8.5
iX2exJto End vertical offset: -0.75
e
GAto Channel Thickness Tapering: Use Default
?Nt m5(R Width: 1.5
DV?c%z `YO Depth: 0.0
lM#/F\ Profile: ChannelPro_n=1.5
~|~ 2B$JeV u9q #L.Ij b. Linear waveguide 2
9^sz,au B Label: linear2
eGKvzu Start Horizontal offset: 0.5
2sqH
> fen Start vertical offset: 0.05
M?sTz@tqq End Horizontal offset: 1.0
\
D>!& End vertical offset: 0.05
|'}r-} Channel Thickness Tapering: Use Default
,Cm1~ExJ Width: 0.1
X6 !KFc Depth: 0.0
B|^=2 >8s Profile: ChannelPro_n=3.14
C@ XnV=J aY, '^S 7.加入水平平面波：
UY *Z`$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
6ypHH
2X Input field Transverse: Rectangular
Y!c7P,cZ+3 X Position: 0.5
n|.> 41bJ Direction: Negative Direction
hG<W *g Label: InputPlane1
&F0 >V o 2D Transverse:
yJ; ; & Center Position: 4.5
iH)vLD Half width: 5.0
W^,p2 Titlitng Angle: 45
_!Z}HCk Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
P|f h4b4 图2.波导结构（未设置周期）
<gvgr4@^yR CC` #2j 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。
{9F}2
SJ 将Linear2代码段修改如下:
ucLh|}jJ5 Dim Linear2
p)Ht =~ for m=1 to 8
F CfU=4O Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
0x,4H30t( Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
.zW .IM}Z Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
1TN+pmc}@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Rh@UxNy\, Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ZQ\O|
n8 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^D
{v L Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7W/55ZTmJ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
#zn`)n nl-tJ.MU" 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。
~ ^~+p 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.'1]2/ad uF*tla V6 设置仿真参数
]INt9Pvqm 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
!*k'3r KOW 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
XPi 5E" TE simulation
?,Wm|xY Mesh Delta X: 0.015
riglEA[^ Mesh Delta Z: 0.015
I' R| B \ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
srU*1jD) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
:7qJ[k{g Number of Anisotropic PML layers: 15
,f~8:LHq 其它参数保持默认
3SF J8 运行仿真
=\jPnov! • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
_#E@& z".L • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
y2x)<.cDP • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
q+67Wc= =fK F#^E@ 远场分析
衍射波
!?{%9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
S)@) @3 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
N2EX`@_2 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
GmN~e*x>p 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)
wcDb| H& 图4.远场计算对话框
H#I%6k*\a HO8x: 2m 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Oufdi3h Wavelength: 0.63
7/c9azmC Refractive index: 1.5+0i
>D$NEO^ Angle Initial: -90.0
|0N1]Hf Angle Final: 90.0
q9 m-d-!) Number of Steps: 721
FPuF1@K Distance: 100, 000*wavelength
URxy*) Intensity
4,6nk.$yN v<S?"#
]F= 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
MB (l*ju0 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
gm@% [ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
