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：
#- l1(m •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
S? -6hGA
j •光栅布局
模拟和后处理分析
^
#6Ei9di 布局layout
2|LgUA?< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
hSg4A=y 图1.二维光栅布局
z' FpP aBB TcN%' 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Rxg ^vM* nB; yS< 步骤：
:o)4Y 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_(qU%B 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 4RLuv?,)~ Wafer Dimensions：
6X2~30pdE Length (mm): 8.5
'b? P x} Width (mm): 3.0
h{J=Rq ,#NH]T`c1 2D wafer properties:
0R#T 3K} Wafer refractive index: Air
c" | 4'#S 3 点击 Profiles 与 Materials.
qs["&\@ F2B9Q_>P 在“Materials”中加入以下
材料：
@@?P\jv~ Name: N=1.5
Vy- kogVt Refractive index (Re:): 1.5
jm~qD
T, uxxS."~ Name: N=3.14
rZ|!y ~S| Refractive index (Re:): 3.14
QR.] ?t;1 vE}>PEfA 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
|#87|XIJ&~ Name: ChannelPro_n=3.14
<b5J"i&m 2D profile definition, Material: n=3.14
5kR P
Sfh Y[0 Name: ChannelPro_n=1.5
l]bCt b%_ 2D profile definition, Material: n=1.5
wDL dmrB ~h:/9q 6．画出以下波导结构：
B{In
"R8 a. Linear waveguide 1
fsA-}Qc Label: linear1
+&U{>? .u Start Horizontal offset: 0.0
,h#U<CnP# Start vertical offset: -0.75
f &n6;N End Horizontal offset: 8.5
b <1k$0J 6 End vertical offset: -0.75
Hq>"rrVhx Channel Thickness Tapering: Use Default
)\!-n]+A Width: 1.5
5bfd8C Depth: 0.0
uoryxKRjc~ Profile: ChannelPro_n=1.5
~ s C< V VSxls b. Linear waveguide 2
2I!L+j_ Label: linear2
Tej&1'G Start Horizontal offset: 0.5
6F@2:]W Start vertical offset: 0.05
SEL7,8 Hm End Horizontal offset: 1.0
pE^j Uxk6 End vertical offset: 0.05
|x
Nd^ Channel Thickness Tapering: Use Default
;&A%"8o Width: 0.1
o:.6{+|N Depth: 0.0
f 19~B[a Profile: ChannelPro_n=3.14
` ;:zZ 8* .3tyNjsn \ 7.加入水平平面波：
G;'=#c
^ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-f4>4@y Input field Transverse: Rectangular
+FYQ7 UE X Position: 0.5
!6d6b@Mv Direction: Negative Direction
" iKX-VIl Label: InputPlane1
Q )H1\ 2D Transverse:
w`77E= Center Position: 4.5
#Q6.r.3@x Half width: 5.0
#wvmVB. 5~ Titlitng Angle: 45
](z?zDk Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
*1>zE>nlP 图2.波导结构（未设置周期）
C4`u3S /.[;u1z"^ 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。
:J'ibb1 将Linear2代码段修改如下:
xpzQ"'be Dim Linear2
~kkwPs2V for m=1 to 8
h|DKD. Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
uqN:I)>[P Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
'/h~O@R w Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
?11\@d Linear2.SetAttr "Depth", "0"
+dt b~M Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
DH5]Kzb/ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
8%Wg;:DZx Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
pFUW7jE Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
//ZYN2lT4 L '*P;z7< 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。
7Lv5 @ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
3=SN;cn X`,]@c%C` 设置仿真参数
d- wbZ)BR 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
N@ z+h 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
l5 FM>q TE simulation
] VN4;R Mesh Delta X: 0.015
<0,szw Mesh Delta Z: 0.015
6*cY[R|q! Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
c<(LXf+61 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
g#=~A&4q Number of Anisotropic PML layers: 15
f a9n6uT 其它参数保持默认
a9OJC4\ 运行仿真
X+: >&& 9 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
q*h1=H52 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Gm]]Z_ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
vbZGs7% F$;vPAxbK" 远场分析
衍射波
o*L#S 1yL 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D>YbL0K>X~ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}iK_7g`yKa 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
( IrX \Y 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)
c1,dT2:= 图4.远场计算对话框
LEUD6 M+~t rQ4i %. 5. 在远场对话框，设置以下参数：
(4U59<ie Wavelength: 0.63
`$X|VAS2 Refractive index: 1.5+0i
{U`B| Angle Initial: -90.0
7= o2$ Angle Final: 90.0
ddR_+B*H Number of Steps: 721
WdA6 Y Distance: 100, 000*wavelength
dwQ*OxFl Intensity
dXe.
5 XC l<](8oc.
w 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
lu GEBPi 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Qe~2'Hw#9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
