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：
ix 6j =5{ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
3>c<E1 •光栅布局
模拟和后处理分析
c:4 i&|n 布局layout
IhY[c/ |i 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^ WidA- 图1.二维光栅布局
0o c5ahp F"~uu9u 用VB脚本定义一个2D光栅布局
O cd
^{u iVwI}%k 步骤：
I6zKvP8pb 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
wwk =*X-8 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 j l%27Ld Wafer Dimensions：
?/5WM% Length (mm): 8.5
\"|E8A6/ Width (mm): 3.0
-n+ =[M 4h|sbB"t 2D wafer properties:
0L eR#l:I Wafer refractive index: Air
Xw_AZ-|1D 3 点击 Profiles 与 Materials.
~#pQWa 5 hvwKhQ}wX 在“Materials”中加入以下
材料：
Y{6y.F*Q# Name: N=1.5
`ZC_F!
E Refractive index (Re:): 1.5
lN - vFna {p=`" H> Name: N=3.14
OXT 5
y) Refractive index (Re:): 3.14
NirG99kyo 2mRm.e9? 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
c riOJ- Name: ChannelPro_n=3.14
W0R<^5_ 2D profile definition, Material: n=3.14
D!^&*Ia?2 R m>AU= Name: ChannelPro_n=1.5
33:{IV;k 2D profile definition, Material: n=1.5
o]u,<bM$ o/t^rY y 6．画出以下波导结构：
)7f;FWI a. Linear waveguide 1
#R-l2OO^] Label: linear1
=C gcRxng Start Horizontal offset: 0.0
)O;6S$z9Y Start vertical offset: -0.75
$3ps SQQo End Horizontal offset: 8.5
Bi:%}8STH End vertical offset: -0.75
'I^3r~_ Channel Thickness Tapering: Use Default
t<h[Lb%{T4 Width: 1.5
wa T'|9{ Depth: 0.0
n
W:P"L Profile: ChannelPro_n=1.5
oG{0 {%*@ o"wvP ~H b. Linear waveguide 2
@komb IK Label: linear2
|zd+
\o Start Horizontal offset: 0.5
= hL;Q@inb Start vertical offset: 0.05
rr~O6Db End Horizontal offset: 1.0
"Te[R%aP End vertical offset: 0.05
f=: ycd! Channel Thickness Tapering: Use Default
||yx?q6\h Width: 0.1
?V&# nA Depth: 0.0
g6aIS^mU Profile: ChannelPro_n=3.14
pUF$Nq>og Lp31Y . 4 7.加入水平平面波：
bAOL<0RS9` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(`'(`x# Input field Transverse: Rectangular
_?~EWT X Position: 0.5
wB'GV1|jL Direction: Negative Direction
Y2$wL9"> Label: InputPlane1
H. o=4[ 2D Transverse:
`O,^oD 4 Center Position: 4.5
Q%>6u@' Half width: 5.0
7C / ^ Gw Titlitng Angle: 45
b,h@. s Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
t9l]ie{"o. 图2.波导结构（未设置周期）
=Vi e0TV&h y$$|_
l@ 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。
8SGqDaRt 将Linear2代码段修改如下:
/dI8o Dim Linear2
7! sR%h5p for m=1 to 8
u0;k_6N Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`@3{ }
Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
@V}!elV Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
KwAc Ga}J Linear2.SetAttr "Depth", "0"
t4d^DZDh! Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+,xluwv$ 9 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
.D3k(zZ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[b :0j- Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_~Id~b u7nTk' #r 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。
.~ O-
<P# 图3.光栅布局通过VB脚本生成
> q&X#E<w QtHK`f>4#n 设置仿真参数
U%rEW[ j 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
nPW=m`jG 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
"W^+NeLc TE simulation
q:cCk#ra Mesh Delta X: 0.015
8hV>Q Mesh Delta Z: 0.015
9 ;Qgby Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
J7 pF*2 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
MFyi#nq Number of Anisotropic PML layers: 15
Nr"gj$v 其它参数保持默认
H# H[8# 运行仿真
)">uI\bi • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Cu! S|Xj. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
]P*H,&I`# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
j4wsDtmAU #EA` | 远场分析
衍射波
O03N$ Jq
A 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\MDhm,H< 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
.4J7 ^l 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
LG h# 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)
;$vVYC 图4.远场计算对话框
Q_6v3no1 %RX!Pi}5+g 5. 在远场对话框，设置以下参数：
z2i Wr Wavelength: 0.63
T@xaa\bzg Refractive index: 1.5+0i
$sFqMy Angle Initial: -90.0
nx Jx 8d" Angle Final: 90.0
(qw;-A
W8 Number of Steps: 721
Gvl,M\c9- Distance: 100, 000*wavelength
>r>pM(h Intensity
yu }T><Wst 1RauI0d* 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
]E|E4K6g 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$\#wsI( 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
