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：
Hv<%_t_/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
OgS6#X •光栅布局
模拟和后处理分析
x"v5'EpL 布局layout
fh
)Q X 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
{ `KgyC W: 图1.二维光栅布局
T2 } I,{U hX 9.%-@sR 用VB脚本定义一个2D光栅布局
1?)<*[ -^$CGRE6A 步骤：
} !& w<wR 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_W ]2~9 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 u sR19 _E- Wafer Dimensions：
|V lAt#E Length (mm): 8.5
s>"=6 gb Width (mm): 3.0
X!CLOHVA a [lQp4xgxi 2D wafer properties:
#'^p-Jdm Wafer refractive index: Air
xp1
+C{ 3 点击 Profiles 与 Materials.
?qw&H / R 8b(UqyV 在“Materials”中加入以下
材料：
^Cyx "s't Name: N=1.5
7l7eUy/z Refractive index (Re:): 1.5
_w^p~To^ 8:L%- Name: N=3.14
}%y_Lc L Refractive index (Re:): 3.14
f&ZxG,]H i 1
xiq]~H 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
@+ Berb Name: ChannelPro_n=3.14
5 & -fX:/ 2D profile definition, Material: n=3.14
/zuU gJ c5Y Name: ChannelPro_n=1.5
rd0BvQ9TK 2D profile definition, Material: n=1.5
6}x^ T )R }^?dK3~q 6．画出以下波导结构：
j"_V+)SD a. Linear waveguide 1
b\][ x6zJp Label: linear1
.+ai
dWd Start Horizontal offset: 0.0
(~}yt .7K Start vertical offset: -0.75
{NKDmeg:D End Horizontal offset: 8.5
&>@nW!n
u End vertical offset: -0.75
HG=!#-$9 Channel Thickness Tapering: Use Default
]! [ew O@ Width: 1.5
A7+eWg{ Depth: 0.0
TxN#3 m?G Profile: ChannelPro_n=1.5
*ta|, yXppu [= b. Linear waveguide 2
`8xe2=Ub Label: linear2
:8E(pq|1PB Start Horizontal offset: 0.5
+%?_1bGX> Start vertical offset: 0.05
0}PW ?t76 End Horizontal offset: 1.0
m {_\@'q End vertical offset: 0.05
x~j% Channel Thickness Tapering: Use Default
"] kaaF$U% Width: 0.1
'e7<&wm ia Depth: 0.0
(
y2%G=.j Profile: ChannelPro_n=3.14
H `),PY2 1-r1hZ- 7.加入水平平面波：
b,KQG|k Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
sA3 4`ZAa Input field Transverse: Rectangular
G:c)e ,pD X Position: 0.5
2z tP ' Direction: Negative Direction
!(uyqpl Tk Label: InputPlane1
V2i*PK
X 2D Transverse:
lY.FmF}k Center Position: 4.5
G0C mY43 Half width: 5.0
B\KvKT|\ Titlitng Angle: 45
7 AV !v` Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
< I8hy$+6 图2.波导结构（未设置周期）
Xy_+L_h^ NLoJmOi;L7 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
B6MMn. 将Linear2代码段修改如下:
EtcAU}9 Dim Linear2
+7^%fX;3pW for m=1 to 8
L:XnW 1(Or Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Xv]O1 f cI Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
6Nj\N oS Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
/XS}<!)% Linear2.SetAttr "Depth", "0"
1 q}i UnR Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
jNaK] Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Q;)[~p Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tL 3]9qfj Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_?Rprmjx} 5``/exG> 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Ad9'q!_en 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,k pk XK vbmi_[,U 设置仿真参数
>y(;k|-$ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
(pREo/ T 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
jXSo{ TE simulation
A%k@75V@ Mesh Delta X: 0.015
8JJqEkQ Mesh Delta Z: 0.015
+]Po!bN@@ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Z8z.Xn 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
S'9T>&<Kn Number of Anisotropic PML layers: 15
^UEI`_HO0 其它参数保持默认
? E^ ~z- 运行仿真
M// q7SHh • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
% E3 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Ldf< • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
g&`e2 |[7 *_!nil 3(i 远场分析
衍射波
_o'ii
VDuD 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
O B_g:T 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
;
"ux{ . 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
4fT,/[k ? 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)
b" 1a7 图4.远场计算对话框
(]w_}E]N "4<RMYQ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
FWq+'Gk SV Wavelength: 0.63
/a [i:Oa# Refractive index: 1.5+0i
4`I2tr Angle Initial: -90.0
ylUxK{ Angle Final: 90.0
P6u9Ngay Number of Steps: 721
fIN F;TK Distance: 100, 000*wavelength
07[A& B! Intensity
4c_TrNwP xdFm-_\- 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
s )POtJ< 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
IlVz 5#R 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
