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：
HTA Jn _ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
OW;]= k/( •光栅布局
模拟和后处理分析
[2:Q.Zj 布局layout
vvwNJyU- 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
E9i
M-Lw 图1.二维光栅布局
8c3Qd ]yy1 0Pk[! 用VB脚本定义一个2D光栅布局
%We~k'2f
cxn3e,d` 步骤：
D6f ry\ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
p3`ND;KQ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 gMS-mkZ Wafer Dimensions：
]3nka$wA* Length (mm): 8.5
@9Rg g9r Width (mm): 3.0
x Eb+sE6Z |uf{:U) 2D wafer properties:
fMgB!y"Em Wafer refractive index: Air
DryN}EMOKD 3 点击 Profiles 与 Materials.
ZCVwQ#Xe+ 78T9" CS 在“Materials”中加入以下
材料：
}8`W%_Yk Name: N=1.5
GgwO>[T Refractive index (Re:): 1.5
{}RE;5n\[' |*W_ Name: N=3.14
d^p af Refractive index (Re:): 3.14
bk^W]<:z` 1j"_@?H[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
dNK Q&TC Name: ChannelPro_n=3.14
;;;aM:6\ 2D profile definition, Material: n=3.14
[;~:',vHQf FOz~iS\ Name: ChannelPro_n=1.5
HGM ?
?= 2D profile definition, Material: n=1.5
iY J: P S5'ZKk 6．画出以下波导结构：
nE;^xMOK! a. Linear waveguide 1
A@M%}h Label: linear1
J'{69<`Dl Start Horizontal offset: 0.0
:4Jq T|nS Start vertical offset: -0.75
OI/m_xx@j End Horizontal offset: 8.5
z B /#[~ End vertical offset: -0.75
' 9d<vW g Channel Thickness Tapering: Use Default
{<$ D|<S Width: 1.5
Lxz!>JO> Depth: 0.0
vz$-KT4e^ Profile: ChannelPro_n=1.5
TNun)0p A)v!
{ b. Linear waveguide 2
/ ,Unp1D Label: linear2
*WTmS2?'h Start Horizontal offset: 0.5
J5Pi"U$FkY Start vertical offset: 0.05
ygI81\ D End Horizontal offset: 1.0
4PdJ End vertical offset: 0.05
=T7lv%u Channel Thickness Tapering: Use Default
vl}fC@%WRI Width: 0.1
*S _[8L" Depth: 0.0
#WE"nh9f|z Profile: ChannelPro_n=3.14
Z!#n55 | f[r?J/;P9 7.加入水平平面波：
B"; >zF Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hv. 33l Input field Transverse: Rectangular
MC\rx=cR\ X Position: 0.5
@bfW-\ I Direction: Negative Direction
,EsPm'`?A/ Label: InputPlane1
[te9ui%JS 2D Transverse:
_T\/kJ)Q\ Center Position: 4.5
KkD.n#A Half width: 5.0
Jeb "t1.$ Titlitng Angle: 45
Xgb ~ED] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
KH=4A-e,0 图2.波导结构（未设置周期）
s<#["K*_ +,8j]<wpo 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。
*;N6S~_'Y 将Linear2代码段修改如下:
,?k0~fuG6 Dim Linear2
cpY'::5.% for m=1 to 8
<xn96|$ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
UYw_k\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
l( Y
U9dp Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
c>~q2_} W( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
P
}BU7`8 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
44 r@8HO1 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
K C DbE6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|M;tAG$,"y Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
o x|K 2A S`w_q=-^ 8 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。
aB $xQ |~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!<EQVqj6 l^~E+F~ 设置仿真参数
Sh@en\m=#S 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
BI|BfO%F$j 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~ k(4eRq TE simulation
( M$2CL Mesh Delta X: 0.015
}piDg(D Mesh Delta Z: 0.015
%@q/OVnM Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(9 !/bX< 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ezz;NH Number of Anisotropic PML layers: 15
NT1"?Thx| 其它参数保持默认
'B"A*!" b 运行仿真
-O~ V4004 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
s:p6oEQ=J • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
BH;7CK=7R • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
| Q|vCWel{ M~ !DQ1u 远场分析
衍射波
|0wHNRN_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
6he (v 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
l<DpcLX 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
g!
