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：
rF}Q(<Y8 6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
A *:| d~ •光栅布局
模拟和后处理分析
oM>UIDCY_v 布局layout
RIUJX{? 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
[So1`IA6 图1.二维光栅布局
cjhwJ"`H P9:5kiP H 用VB脚本定义一个2D光栅布局
G3y8M |: R<I#.
KD 步骤：
O..{ wdZy 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
&'zc2 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 rS!@AgPLE Wafer Dimensions：
, K@[+ R! Length (mm): 8.5
y 4@g w.pt Width (mm): 3.0
|Wa.W0A 'aV'Am+: 2D wafer properties:
]Ue
aXwaU Wafer refractive index: Air
n(V{ [ 3 点击 Profiles 与 Materials.
`#<UsU,~Lu c zT2f 在“Materials”中加入以下
材料：
"uL~D5!f Name: N=1.5
%MGt3) Refractive index (Re:): 1.5
PPFt p3C # X1a v Name: N=3.14
Odw'Ua Refractive index (Re:): 3.14
QEut@L RcJtVOr d 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
%2b^t*CQ Name: ChannelPro_n=3.14
WB_BEh[>j 2D profile definition, Material: n=3.14
a- S
tOO5s Vg,nNa3 Name: ChannelPro_n=1.5
RhB)AUAj 2D profile definition, Material: n=1.5
!U}2YM
J F
=*4] O 6．画出以下波导结构：
KX;JX*)J a. Linear waveguide 1
2[(~_VJ Label: linear1
I UEpE9_ Start Horizontal offset: 0.0
1MO- 60 Start vertical offset: -0.75
j
`!Ge End Horizontal offset: 8.5
){)-}M End vertical offset: -0.75
L#'XN H" Channel Thickness Tapering: Use Default
a}FY^4hl+ Width: 1.5
Id`V`|q Depth: 0.0
.vy@uT, Profile: ChannelPro_n=1.5
`9^+KK " \1<|X].jNY b. Linear waveguide 2
WvArppANo Label: linear2
#Ff8_xhP 2 Start Horizontal offset: 0.5
?B e}{Qqlg Start vertical offset: 0.05
opm _|0 End Horizontal offset: 1.0
& b^~0Z End vertical offset: 0.05
(K8Ob3zN_ Channel Thickness Tapering: Use Default
<b *sn] l Width: 0.1
`V<jt5TS Depth: 0.0
K^ @9\cl^ Profile: ChannelPro_n=3.14
-n[(0n3c vR!g1gI23 7.加入水平平面波：
ilK*Xo Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
/i27F2NQm Input field Transverse: Rectangular
#\=7 A X Position: 0.5
ff R%@ Direction: Negative Direction
<},JWV3 Label: InputPlane1
LWTPNp:"{w 2D Transverse:
>P@V D"U Center Position: 4.5
^Y+C!I Half width: 5.0
@q>Hl`a Titlitng Angle: 45
`#l3a Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
x$o^;2Z 图2.波导结构（未设置周期）
ToPjB vD ; >5` Y8s6 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
YI7M%B9Lj 将Linear2代码段修改如下:
~AYl eM Dim Linear2
u<cnz% @ for m=1 to 8
<,GVrVH=t" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
9`N5$;NzY Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
dTK0lgkUE Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
&*7KQd Linear2.SetAttr "Depth", "0"
>L!c} Ku Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
:EQ{7 Op` Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-j ]k^ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
MA:5'n Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
P$k*!j_W D@68_sn 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
,I5SAd|dX 图3.光栅布局通过VB脚本生成
lTq"j?#E]m 300w\9fn& 设置仿真参数
<C(o0u& / 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
f4Y)GO<R] 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
HrsG^x TE simulation
r#4/~a5i~ Mesh Delta X: 0.015
UWKgf? _ Mesh Delta Z: 0.015
`a MU 2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
"#o..?K 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
z
dgS@g Number of Anisotropic PML layers: 15
; T WLo_ 其它参数保持默认
p+V#86(3 运行仿真
/o m++DxV • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[ C0v - • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\*e\MOp6 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
xH*X5? ?BfE*I$\h 远场分析
衍射波
c'eZ-\d{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
sNo8o1Hby 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
jO&*E 'pk 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
\/M x|7< 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)
iI IXv 图4.远场计算对话框
gd*Gn" [#q>Aq$11 5. 在远场对话框，设置以下参数：
q iOJ:'@ Wavelength: 0.63
k[ro[E Refractive index: 1.5+0i
kzRJzJq uP Angle Initial: -90.0
6j<!W+~G Angle Final: 90.0
ciS , Number of Steps: 721
rYr*D[m] Distance: 100, 000*wavelength
|sReHt2)d Intensity
_5-h\RB) R);Hd1G 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Fa )QDBz) 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3@gsKtA&H4 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
