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：
w>j5oz } •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
1rZ E2 •光栅布局
模拟和后处理分析
;S U<T^a 布局layout
2*V%S/cck 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
s`=| D'G(= 图1.二维光栅布局
f4 S:L& K>+ v" x 用VB脚本定义一个2D光栅布局
w3,KqF P_3IFHe 步骤：
$/"Ymm#"\Y 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#).^k- 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 4j3_OUwWZx Wafer Dimensions：
5%2~/
" Length (mm): 8.5
y_Lnk=Q ^ Width (mm): 3.0
. 5;
JnJI
Cu lv/ 2D wafer properties:
Z~Q5<A9Jz Wafer refractive index: Air
k_}$d{X 3 点击 Profiles 与 Materials.
:epBd3f \@Cz 32wg 在“Materials”中加入以下
材料：
t#P7'9Se8 Name: N=1.5
#d % v=.1 Refractive index (Re:): 1.5
it H $O\m~r4 Name: N=3.14
Zuzwc [Z1 Refractive index (Re:): 3.14
d3rj j4N"z J'WzEgCnU 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
E|9`J00 Name: ChannelPro_n=3.14
, M`1 k 2D profile definition, Material: n=3.14
{D8opepO) l tNI+G Name: ChannelPro_n=1.5
$Mg O)bH 2D profile definition, Material: n=1.5
bMc[0 $MDmY4 \ 6．画出以下波导结构：
}5PC53q a. Linear waveguide 1
} OIe! Label: linear1
-sv%A7i Start Horizontal offset: 0.0
,$t1LV;o= Start vertical offset: -0.75
392(N( End Horizontal offset: 8.5
2gK]w$H7! End vertical offset: -0.75
.^A4w;jPU Channel Thickness Tapering: Use Default
&V
axv$v} Width: 1.5
vWmt<E|e Depth: 0.0
Q3i\`-kbb Profile: ChannelPro_n=1.5
JG^GEJ pSQX b. Linear waveguide 2
jjH2!R]^> Label: linear2
fP TLP cPP Start Horizontal offset: 0.5
_ }47U7s8 Start vertical offset: 0.05
`%[m%Y9h End Horizontal offset: 1.0
#7 H0 I8 End vertical offset: 0.05
-, *m\Fe} Channel Thickness Tapering: Use Default
FP &Ykx~ Width: 0.1
a\m=E#G Depth: 0.0
m N{H^ Profile: ChannelPro_n=3.14
0
J "g "= U^[AW$WzU 7.加入水平平面波：
O D5qPovsd Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
3-{WFnA Input field Transverse: Rectangular
p&\QkI= X Position: 0.5
Heqr1btK Direction: Negative Direction
sE]z.Po= Label: InputPlane1
O =} 2D Transverse:
Zt41f PQ Center Position: 4.5
,^
,R .T Half width: 5.0
T*B`8P Titlitng Angle: 45
V G7#C@>Z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
&b:y#gvJ: 图2.波导结构（未设置周期）
rg[# ( I3.JAoB>! 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。
4#W$5_Ny 将Linear2代码段修改如下:
lrkgsv6 Dim Linear2
/AX)n:, for m=1 to 8
"MzBy)4Q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
bhDqRM Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
<}&J|() Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
30w (uF Linear2.SetAttr "Depth", "0"
~~WY?I- Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
n=DmdQ} Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
g}6M+QNj Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
OPUrz ?p2C Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{pXX%> j-aTpN 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
qldm"Ul 图3.光栅布局通过VB脚本生成
AWFq5YMSI 7a_u=\, 设置仿真参数
+#>nOn(B 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
vfT
@;` 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
zvnd@y{[ TE simulation
^Q0=Ggh Mesh Delta X: 0.015
|jH Yf42Q Mesh Delta Z: 0.015
8:I-?z;S Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
0ZD)(ps| 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
3^H-,b0^ Number of Anisotropic PML layers: 15
wmbG$T%k 其它参数保持默认
m bhh 运行仿真
2sqH
> fen • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
M?sTz@tqq • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\
D>!& • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
|'}r-} ,Cm1~ExJ 远场分析
衍射波
X6 !KFc 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
B|^=2 >8s 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
C@ XnV=J 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
aY, '^S 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)
UY *Z`$ 图4.远场计算对话框
=yJc pj 6ypHH
2X 5. 在远场对话框，设置以下参数：
g( "[wqgG Wavelength: 0.63
#Ph8 ? Refractive index: 1.5+0i
j~in%|^ Angle Initial: -90.0
^8ilUu Angle Final: 90.0
P
2x.rukT| Number of Steps: 721
HD$ r<bl Distance: 100, 000*wavelength
>Wd=+$!I Intensity
rV%;d[LB qp f|.m 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
N- <,wUxf 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
~ O /B 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
