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：
ayR; |S •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
X S& oW •光栅布局
模拟和后处理分析
Bw`7ND}&
布局layout
w~n7l97Pw 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
R=ipK63 图1.二维光栅布局
iem@ K }nO[;2Na 用VB脚本定义一个2D光栅布局
VOY#Y*)g ydx-` yg# 步骤：
O9_S"\8]@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3SMb#ce*o 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Gcp Aj9 Wafer Dimensions：
qVidubsW Length (mm): 8.5
v
Wt{kg; Width (mm): 3.0
n_qDg Z6F^p8O- 2D wafer properties:
dm+}nQI \ Wafer refractive index: Air
$X; wj5oj 3 点击 Profiles 与 Materials.
9cO
m$ hHoc>S6^M 在“Materials”中加入以下
材料：
YO3$I!( Name: N=1.5
{Iu9%uR>@ Refractive index (Re:): 1.5
(X(296< ; 3ZhB
8 P Name: N=3.14
)= :gO`"D Refractive index (Re:): 3.14
>, #7 3u# K5ywO8_6` 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
N)&(& 2 Name: ChannelPro_n=3.14
'(4#He?Gd 2D profile definition, Material: n=3.14
M.loG4r! |*5QFp Name: ChannelPro_n=1.5
!K~L&.\T 2D profile definition, Material: n=1.5
<.l$jW] $d +n},[C{ 6．画出以下波导结构：
:/1/i&a a. Linear waveguide 1
[|NgrU_. Label: linear1
fK'qc L Start Horizontal offset: 0.0
3H'+7[~qH Start vertical offset: -0.75
ndY1j5 End Horizontal offset: 8.5
w2mL L?P End vertical offset: -0.75
\i +=tGY Channel Thickness Tapering: Use Default
DKzP)!B " Width: 1.5
R 06zca Depth: 0.0
Kr*s]O Profile: ChannelPro_n=1.5
OG C|elSM R\ +O.vX b. Linear waveguide 2
_&~y{;)S Label: linear2
`B4Px|3 Start Horizontal offset: 0.5
G|"`k Aa Start vertical offset: 0.05
GkutS.2G# End Horizontal offset: 1.0
cHG>iW 9C End vertical offset: 0.05
* Y hX6J1 Channel Thickness Tapering: Use Default
:2\H>^u V Width: 0.1
T&5dF9a Depth: 0.0
@Qa )@'u Profile: ChannelPro_n=3.14
YnCWmlC P!Mz 5QZ+ 7.加入水平平面波：
N;.cZp2 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
BWz7m9 T Input field Transverse: Rectangular
" * Qwaq_ X Position: 0.5
S(5aJ[7Zm Direction: Negative Direction
aJ"Tt>Y[.~ Label: InputPlane1
nKoc%TNqe 2D Transverse:
c2 0'{kH Center Position: 4.5
<XfCQq/ Half width: 5.0
X[XSf= Titlitng Angle: 45
*Y2d!9F}Sa Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
SAa
hkX 图2.波导结构（未设置周期）
wkp|V{k 9%VNzPzf 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。
LAoX'^6 将Linear2代码段修改如下:
Q>FuNdUk Dim Linear2
I'_.U]An for m=1 to 8
9bpY>ze Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
?2g\y@ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
` _+j+ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
L% 7?o: Linear2.SetAttr "Depth", "0"
kdWk{ZT^ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
[}/\W `C Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
igV4nL Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
T]5JsrT Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
E+ 6 5 *d,u)l :S 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。
NINaOs 图3.光栅布局通过VB脚本生成
TV>UD
q N o }Ly{
设置仿真参数
@ jE<V=? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
?1I0V A'] 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
)32BM+f"77 TE simulation
e/?>6'6 5 Mesh Delta X: 0.015
#eqy!QdePf Mesh Delta Z: 0.015
[-@Lbu-| Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ZW}0{8Dk
设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
*lN>R WbM% Number of Anisotropic PML layers: 15
%h ? c 其它参数保持默认
j
HOE% 运行仿真
07T"alXf:A • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
hr8v O"tZN • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
FS %Xq-c
• 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
nnU
&R |zV-a2K%J 远场分析
衍射波
K4vl#*qn 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
1or4s{bmo 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
?PIOuN = 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
%} _{_Z 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)
%#rH~ E 图4.远场计算对话框
1RtbQ{2F; su}>
>07 5. 在远场对话框，设置以下参数：
t Ztyx;EP Wavelength: 0.63
Z[baQO Refractive index: 1.5+0i
+_8*;k@F' Angle Initial: -90.0
4Lx#5}P Angle Final: 90.0
npH2&6Yhi^ Number of Steps: 721
v ZM.gn Distance: 100, 000*wavelength
"8Ud&o Intensity
R4< }kA,. r^ ?Q o
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
s|U= _,. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
TR8<= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
