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：
KIY`3Fl09 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
[C-FJ>=S •光栅布局
模拟和后处理分析
mmjWLrhlu 布局layout
*7*cWO= 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
zI ^:{]p 图1.二维光栅布局
G
9 &,` TT;ls<(Lg 用VB脚本定义一个2D光栅布局
dhP")@3K;p & %(Dd 步骤：
I4qS8~+# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
PpLh j 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 mIrN~)C4\ Wafer Dimensions：
Rc9>^>w Length (mm): 8.5
,qB@agjvo< Width (mm): 3.0
< ir]bQT op-\|<i 2D wafer properties:
q l5&&e=- Wafer refractive index: Air
>*B59+1P 3 点击 Profiles 与 Materials.
*e:I*L (u@X 5O(a 在“Materials”中加入以下
材料：
@+Nf@LJ Name: N=1.5
yoieWnL} Refractive index (Re:): 1.5
g 6?y{(1 VS`{k^^ Name: N=3.14
] NW_oRH Refractive index (Re:): 3.14
b!J ?>du @|w/`!}9q 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
e1V1A e Name: ChannelPro_n=3.14
NTK9`#SA 2D profile definition, Material: n=3.14
f#I#24)RH `25<;@ Name: ChannelPro_n=1.5
%<O~eXY 2D profile definition, Material: n=1.5
|eye) E: 5mL4 Zq" 6．画出以下波导结构：
(*vBpJyz% a. Linear waveguide 1
:T@} CJ Label: linear1
fpO2bD% $8 Start Horizontal offset: 0.0
Xyz/CZPi Start vertical offset: -0.75
LV$Ko_9eA End Horizontal offset: 8.5
HHgv, bC! End vertical offset: -0.75
\v{HjqVkC Channel Thickness Tapering: Use Default
I;?PDhDb Width: 1.5
NTCFmdbs 6 Depth: 0.0
&Wdi
5T8 Profile: ChannelPro_n=1.5
;>5]K Nj
eQ[}ALIq b. Linear waveguide 2
;/ |tU
o$ Label: linear2
tblduiN Start Horizontal offset: 0.5
V4 n;N Start vertical offset: 0.05
n8\88d End Horizontal offset: 1.0
v/v PU End vertical offset: 0.05
k7sD " xR3 Channel Thickness Tapering: Use Default
,5T1QWn^f Width: 0.1
.>}Z3jUrf Depth: 0.0
Be\@n xV[ Profile: ChannelPro_n=3.14
;V f{3 p*1 B *R 7.加入水平平面波：
d}|z+D Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{+5Ud#\y Input field Transverse: Rectangular
UbIUc}ge X Position: 0.5
?V~vP%1 Direction: Negative Direction
&?xtmg< d Label: InputPlane1
/74h+.amg 2D Transverse:
X -=M>H^ Center Position: 4.5
Gv#bd05X Half width: 5.0
nC?Lz 1re Titlitng Angle: 45
7G Erh, Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
'9Q#%E!* 图2.波导结构（未设置周期）
oe<@mz/ BT$Oh4y4 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
68<W6z 将Linear2代码段修改如下:
1IT(5Mleb Dim Linear2
'|Lv -7 for m=1 to 8
U1 rr=h
g Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
k f |J Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
(_3'nF g Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.SSyW{a3w Linear2.SetAttr "Depth", "0"
(WY9EJ<s, Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
'w<^4/L Q Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
kaIns Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
6rCUq
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
'V <ZmJ2 (4C)]
RHQ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
>'WTVj ` 图3.光栅布局通过VB脚本生成
*/@I$* Y ;E'gP-J 设置仿真参数
t 56PzT'M 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
VP~%,= 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
z_A\\ TE simulation
}5 $le] Mesh Delta X: 0.015
~RBa&Y=Mb Mesh Delta Z: 0.015
/t2H%#v{ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
497 l2}0 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
@LS%uqs Number of Anisotropic PML layers: 15
QvOl-Lfc 其它参数保持默认
hKnV=Ha( 运行仿真
7*W O9R/ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
tuY= )? • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ip*^eS^ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
1 >2
/1> yOP$~L#TWs 远场分析
衍射波
`JGW8 _ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
1g$xKe~]4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
u{D]Kc?n 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Zz 'g&ew o 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
wM-H5\9n 图4.远场计算对话框
nhZ/^`Y< 8A-*MU`+ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
_t4(H))]vG Wavelength: 0.63
p`52 Refractive index: 1.5+0i
\~U:k4 Angle Initial: -90.0
E4.A$/s8[ Angle Final: 90.0
4 &:|h 1 Number of Steps: 721
k!WeE#"( Distance: 100, 000*wavelength
Ruwp"T}mF Intensity
]xJ. OUJy (VHPcoL 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
)}_}D +2 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
{Dy,u%W? 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
