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：
l_Ffbs_6t •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
^3q o%=i •光栅布局
模拟和后处理分析
}E}b/ulg1 布局layout
W)0y+H\%
r 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
m ^O9G? 图1.二维光栅布局
FK8G BkQ! ]B ;\?Tim 用VB脚本定义一个2D光栅布局
g7-=kmr|V c|s*(WljY 步骤：
e>:bV7h
j~ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
7xmyjy% c 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1 >nl ]yO Wafer Dimensions：
`? X=@ Length (mm): 8.5
(($"XOU Width (mm): 3.0
E903T' 's ~sI$xX! 2D wafer properties:
Zv`j+b Wafer refractive index: Air
7d7"^M 3 点击 Profiles 与 Materials.
GCf 3'u S;582H9D 在“Materials”中加入以下
材料：
7, \Uk| Name: N=1.5
X C jYm Refractive index (Re:): 1.5
QTN
_Z#' }WN0L?h.E Name: N=3.14
#b~wIOR)Z Refractive index (Re:): 3.14
X>n\@rTo =-ky%3:`@ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
T@n-^B !Xq Name: ChannelPro_n=3.14
&*I\ ~;1 2D profile definition, Material: n=3.14
F^ m`j6 5 W<\J Name: ChannelPro_n=1.5
$uA?c&
e 2D profile definition, Material: n=1.5
m"2KAq61 _d8k[HAJ| 6．画出以下波导结构：
\ LFRu a. Linear waveguide 1
{\OIowa Label: linear1
q<YteuZJ, Start Horizontal offset: 0.0
"%c\i-&t Start vertical offset: -0.75
e7{n= M End Horizontal offset: 8.5
Cmq.V@ End vertical offset: -0.75
H$^b. 5K Channel Thickness Tapering: Use Default
He)<S?X-6 Width: 1.5
^lqcF. Depth: 0.0
?UX Ky Profile: ChannelPro_n=1.5
z2m% L0 iY=M 67V b. Linear waveguide 2
O1@-)<_71 Label: linear2
\ haJe~ Start Horizontal offset: 0.5
#?xhfSgr Start vertical offset: 0.05
idwiM|.iU End Horizontal offset: 1.0
[<)/
c>Y End vertical offset: 0.05
_YXk ,ME!Q Channel Thickness Tapering: Use Default
\#(cI Width: 0.1
C0 43h?x Depth: 0.0
z$3 3NM Profile: ChannelPro_n=3.14
f\Bd lOJ> 73$^y)AvY 7.加入水平平面波：
H61 ,pr> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
m6a q_u{W Input field Transverse: Rectangular
_P!J0 X Position: 0.5
f-9& n4=H Direction: Negative Direction
{x $H# <Y Label: InputPlane1
KzeTf? G 2D Transverse:
m6 BIQ(l Center Position: 4.5
G<kslTPyq Half width: 5.0
^h+<Q%'a' Titlitng Angle: 45
}5H3DavW Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Azx4+`!- 图2.波导结构（未设置周期）
u>Z0ug6x m*L*# ZBS 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。
(F $V m 将Linear2代码段修改如下:
]8(_{@ / Dim Linear2
A
KO#$OJE for m=1 to 8
Y`S9mGR# Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
OO@ (lt Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
}/ 6Q3B Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
rn
l~i Linear2.SetAttr "Depth", "0"
8LP L4l Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
uBLI!N-G Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
:\x)`lu Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
^Bw2y&nN Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
BN&^$1F(( (W3~ r 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
_94|^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'AN3{ SI=vA\e 设置仿真参数
@ U6Iw"@ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
*<n]"- 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
l ~,5 )*T TE simulation
cq `v8 Mesh Delta X: 0.015
w66iLQ\@ Mesh Delta Z: 0.015
{D1"bDZ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
q.0a0 /R 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
[z$th Number of Anisotropic PML layers: 15
4 2aYM! 其它参数保持默认
NF <|3| 运行仿真
{-IH?!&v • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Xc;W9e(U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
x@3Ix, b' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
)Xxu-/- fOE w]B#@ 远场分析
衍射波
@K; 4'b~ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
4S>A}rWz 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
N;e d_! 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
ftB-gItV 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)
h.@5vhD 图4.远场计算对话框
nZe2bai E7-il;`cKn 5. 在远场对话框，设置以下参数：
>%k:+ +b{ Wavelength: 0.63
BtS#I[-p_ Refractive index: 1.5+0i
m .ev~Vv~ Angle Initial: -90.0
I!?-lI@( Angle Final: 90.0
s(W]>Ib Number of Steps: 721
&U%AV D[ Distance: 100, 000*wavelength
L5/J
Intensity
coq7La[ _oK* 1#Rm8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
.6Tan2[% 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$8gj}0}eH 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
