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：
+ L4_] •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
fJ[(zjk •光栅布局
模拟和后处理分析
,UFr??ZKm
布局layout
33O@jb s@ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
u!([m;
x| 图1.二维光栅布局
:Mss"L820 U>^u!1X 用VB脚本定义一个2D光栅布局
* i[^- sR`WV6!9 步骤：
p[*NekE6- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
d P(*IOO. 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,:!X]F#d$ Wafer Dimensions：
tA+ c Length (mm): 8.5
& lYZ=|6 Width (mm): 3.0
#D"fCVIS gB !K{ Io' 2D wafer properties:
z.f~wAT@< Wafer refractive index: Air
xF *C0B;QL 3 点击 Profiles 与 Materials.
X0X!:gX \2!v~&S 在“Materials”中加入以下
材料：
n<;T BK Name: N=1.5
!=(~e':Gv Refractive index (Re:): 1.5
|okS7.|IX pIh%5Z U Name: N=3.14
j|f$:j Refractive index (Re:): 3.14
v4}kmH1 3IqYp K(s 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
|qS<{WZ!h Name: ChannelPro_n=3.14
iw|6w,-)C 2D profile definition, Material: n=3.14
#`6A}/@.+ 9?)r0`:# Name: ChannelPro_n=1.5
U!sv6=(y@ 2D profile definition, Material: n=1.5
+ >N/q(l YX+Da"\ 6．画出以下波导结构：
[{F8+a^ a. Linear waveguide 1
F{ cKCqI? Label: linear1
QKYGeT7&Y' Start Horizontal offset: 0.0
NQ$tQ#chd Start vertical offset: -0.75
B$b'bw. End Horizontal offset: 8.5
OiAi{ 71 End vertical offset: -0.75
t@-:e^ v Channel Thickness Tapering: Use Default
6KmF 9 Width: 1.5
M>df7.N7%P Depth: 0.0
&UG7
g Profile: ChannelPro_n=1.5
rm*Jo|eH` 6N
>ksqo8% b. Linear waveguide 2
\[ &~.B Label: linear2
| y@TI Start Horizontal offset: 0.5
-`6O(he Start vertical offset: 0.05
iulM8"P
End Horizontal offset: 1.0
/+ G&N{)k End vertical offset: 0.05
9viQ<}K< Channel Thickness Tapering: Use Default
* B(na+ Width: 0.1
%p?u
^ rq Depth: 0.0
7SE=otZ> Profile: ChannelPro_n=3.14
B[ F, D e!}R 1 7.加入水平平面波：
EAq/Yw2$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
W`] , Input field Transverse: Rectangular
V|vU17Cgy X Position: 0.5
d [z+/L Direction: Negative Direction
hqVx%4s*J
Label: InputPlane1
6vz9r)L 2D Transverse:
6o &{~SV3 Center Position: 4.5
emb~l{K $ Half width: 5.0
mP GF Y Titlitng Angle: 45
Y;>0)eP Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Rxld$@~-(] 图2.波导结构（未设置周期）
F(/^??<5 ['m@RJm+ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
D .| h0gU 将Linear2代码段修改如下:
&;7\/m*W1 Dim Linear2
( B$;'U< for m=1 to 8
pL L
^R Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
X\\WQxj Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
M")v ph^ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
UT$G?D";M Linear2.SetAttr "Depth", "0"
&O(z|-&| x Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
|SXMd'<3`Z Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'6u;KIG Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
waXA%u50 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
(`gqLPx[ S'vi +_ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
YD$fN"}- 图3.光栅布局通过VB脚本生成
6gfv7V2 H he&*N*of: 设置仿真参数
t)XNS!6#]? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
RH^8 "%\ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
zzy%d c TE simulation
ro7\}O :I Mesh Delta X: 0.015
{$ 4fRxj Mesh Delta Z: 0.015
9>d$a2 nc Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
e4O l:V 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
/ r Zj= Number of Anisotropic PML layers: 15
5> 4<_-Tm 其它参数保持默认
$+zev$f 运行仿真
erYpeq. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
)Z0pU\ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
n_sCZ6uXEQ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
k 61Ot3 s$J0^8Q~i 远场分析
衍射波
P-[6xu+] 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
TIlcdpwXf 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
95>(NwST4 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
)#Ea~>v 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)
py9(z`} 图4.远场计算对话框
4dv+RRpGOv W1M<6T.{7 5. 在远场对话框，设置以下参数：
c&IIqT@Gb0 Wavelength: 0.63
_!H{\kU Refractive index: 1.5+0i
\ kZxys!4 Angle Initial: -90.0
[GZ%K`wx Angle Final: 90.0
LHKawEZ Number of Steps: 721
QRhR.:M\ Distance: 100, 000*wavelength
N|?"= 4Z ? Intensity
6",1JH,;p {e0cc1Up} 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Jj_E/c" 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
6 <.Ma7)lA 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
