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：
+[9~ta|j •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
jNN$/ZWm •光栅布局
模拟和后处理分析
qoBm!|q 布局layout
<l M]c 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
>JFAE5tj&2 图1.二维光栅布局
fbS l$jn. U S+PI` 用VB脚本定义一个2D光栅布局
rUkiwqr~E x`^~| Q 步骤：
)<
~1AL 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
cpB$b C]( 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 or/Y"\-! Wafer Dimensions：
7-+X -Y? Length (mm): 8.5
^;B
vd! Width (mm): 3.0
od |w)?16 >R/^|hnJ 2D wafer properties:
|b'fp1< / Wafer refractive index: Air
?Zu=UVb 3 点击 Profiles 与 Materials.
OvU]|4h ([s}bD.9 在“Materials”中加入以下
材料：
qFmvc Name: N=1.5
/Cr0jWu
_ Refractive index (Re:): 1.5
6
$%^ i% k`/X; Name: N=3.14
(F_Wys=6 Refractive index (Re:): 3.14
Q"CZ}B1< \$s<G|<P 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
%;9f$:U Name: ChannelPro_n=3.14
St/Hv[H'[E 2D profile definition, Material: n=3.14
zbP0! I ms?^`N
Name: ChannelPro_n=1.5
H$Fz{[[u 2D profile definition, Material: n=1.5
aYe,5dK> 0X# tt`;
6．画出以下波导结构：
YMnG-'^Z a. Linear waveguide 1
m.-l&@I2/< Label: linear1
= LuH:VM& Start Horizontal offset: 0.0
d c_^ Start vertical offset: -0.75
?s(%3_h End Horizontal offset: 8.5
t#oY|G3O} End vertical offset: -0.75
TPp%II'* Channel Thickness Tapering: Use Default
UDV,c o Width: 1.5
{ ) 4D1 Depth: 0.0
13s!gwE) Profile: ChannelPro_n=1.5
{AqN@ i QvK/31*QG b. Linear waveguide 2
,JRYG<O_T Label: linear2
GDP@M)~6* Start Horizontal offset: 0.5
eh nN Start vertical offset: 0.05
~m y \{q End Horizontal offset: 1.0
YEAiL C+q End vertical offset: 0.05
gA~BhDS Channel Thickness Tapering: Use Default
Yul-.X Width: 0.1
^~|P[} Depth: 0.0
'Wl) )lB Profile: ChannelPro_n=3.14
Lp20{R Ua\g *Cxh 7.加入水平平面波：
/ O6n[qj| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+ww paR` Input field Transverse: Rectangular
EUmQn 8 X Position: 0.5
^10*s,(uS? Direction: Negative Direction
tTe\#o` Label: InputPlane1
3D +>NB 2D Transverse:
E}mnGe Center Position: 4.5
il\#R%';5 Half width: 5.0
Jz 'm&mu Titlitng Angle: 45
,*a8]L Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
O[3J Px 图2.波导结构（未设置周期）
$
w:Q J~,s 3>yb$ZU"- 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
O*rKV2\ 将Linear2代码段修改如下:
TZi%,yK Dim Linear2
{_|~ G|Z for m=1 to 8
Sm;&2" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
d"uR1 rTk Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
lyfL k BF Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.VuZ= Linear2.SetAttr "Depth", "0"
,sP7/S)FR Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
{HNGohZt Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1wuLw Ad Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
9s6, &' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
? Q wDV` oa t*ORL 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
ik_Ll| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.<^dv?@ rOE [c 设置仿真参数
0!o&=Qh 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
9yajtR 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~EW
(2B{u TE simulation
%A`f>v.7 c Mesh Delta X: 0.015
x&+/da-E/5 Mesh Delta Z: 0.015
~0 >g 4
D. Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
qxG @Zd 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
{6~v oVkj Number of Anisotropic PML layers: 15
>e($T!}Z 其它参数保持默认
^O6P Zm5J} 运行仿真
^;$a_eR • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
.T
L0cf To • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
uXxyw7\W • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<<6i6b ,;y 5Mu8 远场分析
衍射波
jl{>>TW{x 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
L 9Z:>i? 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Ra&HzK? 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
;XSV }eLu 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)
`] _ #_ 图4.远场计算对话框
o>311(: hvQOwA;e 5. 在远场对话框，设置以下参数：
R#1h.8 Wavelength: 0.63
qm4 Ejc< Refractive index: 1.5+0i
K:c5Yq^ Angle Initial: -90.0
h<4WY#Y Angle Final: 90.0
L10Vq}W" Number of Steps: 721
R #`hT Distance: 100, 000*wavelength
[53 rSr Intensity
5 .0BaVwi $L)9'X 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
OvX z+C, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
79n,bb5 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
