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：
'x,6t66*"l •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
"#.L\p{Zy •光栅布局
模拟和后处理分析
v@,`(\Ca' 布局layout
0O?\0k;o 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
?P;=_ ~X 图1.二维光栅布局
@ek8t2??x m>^vr7 用VB脚本定义一个2D光栅布局
%x8vvcO^t )S9}uOG# 步骤：
k{
$,FQ4 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
o0_H(j? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ; o?o92d Wafer Dimensions：
Zm vtUma Length (mm): 8.5
&],O\TAul Width (mm): 3.0
-XfGF<}r lXRB"z 2D wafer properties:
' L-h2 Wafer refractive index: Air
r2\ }_pIj 3 点击 Profiles 与 Materials.
? CU; -Dwe,N"{2 在“Materials”中加入以下
材料：
sWKv> bx Name: N=1.5
z+c'-!e/ Refractive index (Re:): 1.5
}O\g<ke:u 5`QfysR5 Name: N=3.14
# V.u[:mO Refractive index (Re:): 3.14
"iJAM`Hi l%qfaU2 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
DAy|'%rF1- Name: ChannelPro_n=3.14
w{riXOjS4 2D profile definition, Material: n=3.14
>#y1(\e l-2lb & n Name: ChannelPro_n=1.5
tm.&k6% 2D profile definition, Material: n=1.5
F(`Q62o@ BkB9u&s^ 6．画出以下波导结构：
*,
R ~[g a. Linear waveguide 1
_ucixM # Label: linear1
OI:T#uk5 Start Horizontal offset: 0.0
0zk054F' Start vertical offset: -0.75
1[-RIN;U8 End Horizontal offset: 8.5
|!J_3*6$>* End vertical offset: -0.75
;x&3tN/I Channel Thickness Tapering: Use Default
?4t~z 1.f Width: 1.5
KVHK~Y-G Depth: 0.0
ceLr;}?Ws Profile: ChannelPro_n=1.5
GS*_m4.Ry6 ]'' tuo2g8 b. Linear waveguide 2
lUiO | Label: linear2
fO83 7 Start Horizontal offset: 0.5
@h5 Q?I Start vertical offset: 0.05
_I%mY!x\` End Horizontal offset: 1.0
F#o{/u?T End vertical offset: 0.05
0Qg%48u Channel Thickness Tapering: Use Default
U+ uIuhz Width: 0.1
&<) _ 7? Depth: 0.0
jRp @-S#V Profile: ChannelPro_n=3.14
"WqM<kLa
LNvkC4 7.加入水平平面波：
\rCdsN 2H Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
|[!0ry*N% Input field Transverse: Rectangular
Xm6M s<z6 X Position: 0.5
}'\M}YM Direction: Negative Direction
F Wo`oJeN Label: InputPlane1
-./ Y 2D Transverse:
/sVmQqVY Center Position: 4.5
0q BXL;sE Half width: 5.0
fVZ_*'v Titlitng Angle: 45
r<*Y1;7H' Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?hW(5]p| 图2.波导结构（未设置周期）
gIcPKj"8${ 7VJf~\%1j 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。
l4OPzNc' 将Linear2代码段修改如下:
vf` ] Dim Linear2
~'):1}KN] for m=1 to 8
}U b "Vb Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^Cg@'R9 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
.\)p3pC) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
jw]IpGTt Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}Z`@Z' Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
C,u;l~ zz Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
v=H!Y"; Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
]j(Ld\:L Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
$ P&27 z<BwV
/fH} 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。
)sapUnqrlR 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.sUL5` gOk^("@ 设置仿真参数
yAc}4*;T/ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
|nO }YU\E 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
q{.~=~ TE simulation
tQ4{:WPG Mesh Delta X: 0.015
z yI4E\ Mesh Delta Z: 0.015
l1RFn,Tzr Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Jaf=qwZ/` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$Vm J[EF1 Number of Anisotropic PML layers: 15
POQ1K
O 其它参数保持默认
*Xd_=@L&B 运行仿真
g? \pH:|79 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
M~!LjJg; • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
v aaZ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[g*]u 3s jdVdz,Y 远场分析
衍射波
Q_a%$a.rV 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
?rV c} 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
S HPZXJ{ 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
ZZ6F0FLXJ 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)
d>7bwG+k 图4.远场计算对话框
; d
> sfNAGez 5. 在远场对话框，设置以下参数：
jfrUOl'l Wavelength: 0.63
2 !Ex55 Refractive index: 1.5+0i
O~&l.>?? Angle Initial: -90.0
?jzadC el Angle Final: 90.0
xE .=\UzJ Number of Steps: 721
h-h}NCP Distance: 100, 000*wavelength
DSHpM/7 Intensity
("BF I Yui:=GgUrr 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
P.1iuZ "w 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7f
td2lv 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
