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：
mGU O6>g •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
ofYlR| •光栅布局
模拟和后处理分析
x_Jwd^`t! 布局layout
^E G\iO2X 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
c gz wx 图1.二维光栅布局
I+>%uShm W>VP'vn} 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"<_ 0A f] {!|}=45Z 步骤：
^<e@uNGg 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
>>aq,pH 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 o&AM2U/? Wafer Dimensions：
8t@p @Td| Length (mm): 8.5
P0H 6 mn * Width (mm): 3.0
<<=WY_m} K7Rpr. p 2D wafer properties:
?pgG,=? Wafer refractive index: Air
;S 0Kh"A 3 点击 Profiles 与 Materials.
[.RO'>2z O=SkAsim 在“Materials”中加入以下
材料：
%AOja+ Name: N=1.5
MX4]Vpv Refractive index (Re:): 1.5
pwwH< 0[ |-V&O=!^+ Name: N=3.14
D +_oVob\ Refractive index (Re:): 3.14
OpM(j& Mu'8;9_6 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[=B$5%A Name: ChannelPro_n=3.14
[,2|F lf
e 2D profile definition, Material: n=3.14
it] E-^2> fDG0BNLY Name: ChannelPro_n=1.5
1]or UF&_ 2D profile definition, Material: n=1.5
A,r*%&4~ ^rvx!?zO 6．画出以下波导结构：
,g%&|FAP a. Linear waveguide 1
/U o
y/}! Label: linear1
zC _<(4$-" Start Horizontal offset: 0.0
+)2s-A f- Start vertical offset: -0.75
Y"OG@1V;8 End Horizontal offset: 8.5
+w=AJdc End vertical offset: -0.75
/axIIfx- Channel Thickness Tapering: Use Default
Qs9gTBS; Width: 1.5
}%Bl>M Depth: 0.0
?wnzTbJN Profile: ChannelPro_n=1.5
U|g:`v7 )(y) A[ b. Linear waveguide 2
uV 7BK+[O Label: linear2
/-bO!RTwf Start Horizontal offset: 0.5
<dW]\h?) Start vertical offset: 0.05
rvr-XGK36\ End Horizontal offset: 1.0
(@iMLuewK End vertical offset: 0.05
G7N |
:YK Channel Thickness Tapering: Use Default
5)
-~mW y Width: 0.1
;FZ@:%qDm Depth: 0.0
<7-J0btV Profile: ChannelPro_n=3.14
35tu>^_#V gY@N~'f;" 7.加入水平平面波：
UI>Y0O Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
SM`w;?L:? Input field Transverse: Rectangular
Ok n(pJ0 X Position: 0.5
pZtu&R%GU Direction: Negative Direction
hs}8xl Label: InputPlane1
n u'M
39{ 2D Transverse:
qhT@;W/X Center Position: 4.5
q$aaA`E% Half width: 5.0
R'S0 zp6 Titlitng Angle: 45
271&i Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
-!c"k}N= 图2.波导结构（未设置周期）
F'hHK.t T cI=( \pC 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
v%fu 将Linear2代码段修改如下:
h,Q3oy\s1 Dim Linear2
JA)] _H
P for m=1 to 8
ei
rz Yt Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!"eIV@7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
W3iZ|[E; Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
OK\A</8r Linear2.SetAttr "Depth", "0"
`X3^ fg Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
gdkwWoN . Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-&<Whhs.@ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
:UQTEdc{ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
R58-wUto 'Y]mOD ^ p 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
)HX|S-qRU= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
IEU^#= n 1AU#%wIEP 设置仿真参数
R+Y4 | 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
{l |E:>Q2 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
?:w1je7 TE simulation
);FJx~b Mesh Delta X: 0.015
ZcaX'5} !S Mesh Delta Z: 0.015
QR>gt; Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
p1vp 8p 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
yrR1[aT Number of Anisotropic PML layers: 15
Q:5KZm[ [ 其它参数保持默认
l&[ ;rh 运行仿真
~q~MoN<R • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
X$yN_7|+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
hX A6D) • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
a<@N-E xr Z ,EvQ8i 远场分析
衍射波
C P6LHkM9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
v'BZs 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
,u/ aT5\_ 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
@WI2hHD 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)
hiUD]5K p 图4.远场计算对话框
yR4|S2D3xn ?.YOI.U^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
v{A
KEX* Wavelength: 0.63
H=\3Jj (4 Refractive index: 1.5+0i
/RMPS.
d
{ Angle Initial: -90.0
eQ&ZX3*} Angle Final: 90.0
HcqfB NM Number of Steps: 721
$H-!j%hV Distance: 100, 000*wavelength
[/X4"D-uOK Intensity
SXy=<%ed AW,53\ 0 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
6qaulwV4t 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3JVK 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
