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：
=ox#qg.5 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
@6GM)N\{[ •光栅布局
模拟和后处理分析
|6B:tw/. 布局layout
~nb% w?vv 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
c>K/f7 图1.二维光栅布局
pooi8" G tBG :ECUL 用VB脚本定义一个2D光栅布局
fRT:@lV h`%K \C 步骤：
L&ws[8- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
HH6b{f@^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 mU_?}}aK, Wafer Dimensions：
h_ ]3L/ Length (mm): 8.5
'xb|5_D Width (mm): 3.0
&+`l
$h FStE/ 2? 2D wafer properties:
XrC{{ K Wafer refractive index: Air
oKt<s+r 3 点击 Profiles 与 Materials.
#`a-b<uz Hi|2z5=V 在“Materials”中加入以下
材料：
u7j-uVG Name: N=1.5
z$G?J+?J Refractive index (Re:): 1.5
[
H>MeeR qx{.`AaZW Name: N=3.14
T-&CAD3 ,O Refractive index (Re:): 3.14
0 P/ A B\| >i~u( 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
joDfvY*[ Name: ChannelPro_n=3.14
`P/* x[? 2D profile definition, Material: n=3.14
QY+#Vp <` kRiWNEw Name: ChannelPro_n=1.5
V@>?lv(\ 2D profile definition, Material: n=1.5
`1EBnL_1 w^|,[G ^}H 6．画出以下波导结构：
/N%f78
Z a. Linear waveguide 1
3N+P~v)T' Label: linear1
Z55,S=i Start Horizontal offset: 0.0
JIb<>X, Start vertical offset: -0.75
F:pXdU-xf End Horizontal offset: 8.5
zp4ru\ End vertical offset: -0.75
P+}qaup Channel Thickness Tapering: Use Default
g#[9O'H Width: 1.5
7gV Wu" Depth: 0.0
#]lUJ
&M}e Profile: ChannelPro_n=1.5
A ws#>l< ?qO,=ms>- b. Linear waveguide 2
7v ,>sX Label: linear2
=_":Z!_ Start Horizontal offset: 0.5
+crAkb}i Start vertical offset: 0.05
7Wb.(` a< End Horizontal offset: 1.0
a
m<R!( End vertical offset: 0.05
ynOp7ZN$ Channel Thickness Tapering: Use Default
dt`L}Yi Width: 0.1
B1 0p7+NBF Depth: 0.0
izFu&syv) Profile: ChannelPro_n=3.14
,dVCbAS@ +ypG<VBx% 7.加入水平平面波：
''5%5(Y.r Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
do[K- r Input field Transverse: Rectangular
J $e.$ah; X Position: 0.5
w|L~+
Direction: Negative Direction
On'3K+(_ Label: InputPlane1
G4x.''r&Sl 2D Transverse:
K6Gc)jp:b Center Position: 4.5
keJec`q=X Half width: 5.0
g~B@=R Titlitng Angle: 45
'oT} jI Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Ep? a>\ 图2.波导结构（未设置周期）
0'py7 )D [ypuM& 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。
V)@MM 2, 将Linear2代码段修改如下:
(VO Ka Dim Linear2
mSj[t
for m=1 to 8
]UgA z Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`|/|ej]$P Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
6\TstY3 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Hzj*X}X#K Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%M`|0g}! Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
y:42H tS Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
QIV<!SO Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
D~?kvyJ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
J:(Shd'4D
!8L
Ql} 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Qy70/on9 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,B#Y9[R D{loX6 设置仿真参数
=d5!O~}r> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
:jUuw:\ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
xlwsZm{V TE simulation
9{TOFjsF Mesh Delta X: 0.015
I"!gzI`Sd Mesh Delta Z: 0.015
[e}]K: Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
bv+e'$U3 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
# !5N be Number of Anisotropic PML layers: 15
7q^/.:wlf 其它参数保持默认
Tb)x8-0 运行仿真
RyhR# • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
b? Jm) • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
kdHql>0 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<Z__Q 6=g7|} 远场分析
衍射波
RdDcMZ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ZbrE m 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
=
]@xXVf/ 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
ua[\npz5 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)
Ue8D:C M 图4.远场计算对话框
J6%op{7/ ,9pi9\S 5. 在远场对话框，设置以下参数：
\1MDCP9: Wavelength: 0.63
K$]QzP XS Refractive index: 1.5+0i
R:xmcUq}
( Angle Initial: -90.0
{Psj#.qP1 Angle Final: 90.0
C k:J Number of Steps: 721
u#,]>; Distance: 100, 000*wavelength
:$tW9*\KY Intensity
Y{yr-E #~M CS{9|FNz 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
TkBBHg; 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
kb:C>Y8!sC 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
