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+y/ Mq^QB •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
0KU,M+ _ •光栅布局
模拟和后处理分析
;' YM@n 布局layout
IWsB$T 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
`A$yF38! 图1.二维光栅布局
N>'1<i? 95[yGO>ZYz 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_~| j~QE] TZ ?va@2 步骤：
F=$2Gz
'RT 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
uXNJ{]o 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 K zKHC Wafer Dimensions：
ID E3>D Length (mm): 8.5
Z?O aY4 Width (mm): 3.0
3RZP 12x O jr {z 2D wafer properties:
FsTE.PT Wafer refractive index: Air
K({+3v K 3 点击 Profiles 与 Materials.
Iy6 "2$%a L&][730 在“Materials”中加入以下
材料：
G6]M~:<i Name: N=1.5
-=s7Q{O8Z Refractive index (Re:): 1.5
w<.{(1:v Ng0V&oDI Name: N=3.14
w}K<,5I> Refractive index (Re:): 3.14
[XhuJdr "u 6 80i?=z 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
n,bZj<3t Name: ChannelPro_n=3.14
]ta]OK{s" 2D profile definition, Material: n=3.14
C>4y< ,Q 1 n Ib/nY Name: ChannelPro_n=1.5
,A h QA 2D profile definition, Material: n=1.5
f XS4&XU :S{[^ -" 6．画出以下波导结构：
B=JeZMn a. Linear waveguide 1
kG:uXbUI' Label: linear1
wk<QYLEk Start Horizontal offset: 0.0
GCkc[]2p Start vertical offset: -0.75
4Fgy<^94` End Horizontal offset: 8.5
zQV$!%qR End vertical offset: -0.75
p>96>7w Channel Thickness Tapering: Use Default
Xd!=1 :: Width: 1.5
S/"-x{Gc2v Depth: 0.0
[Z` q7ddd^ Profile: ChannelPro_n=1.5
K!lGo3n] /NNe/7'l b. Linear waveguide 2
L ![b f5T Label: linear2
bu1O <* Start Horizontal offset: 0.5
iL\<G}
I Start vertical offset: 0.05
9 (dbou End Horizontal offset: 1.0
;B d0 =C End vertical offset: 0.05
gxycw4kz Channel Thickness Tapering: Use Default
A84I*d Width: 0.1
,/BBG\mJ Depth: 0.0
KcF2}+iM Profile: ChannelPro_n=3.14
MW &iNioX .36z 7.加入水平平面波：
_S7GkpoK Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
s_y Y,Z: Input field Transverse: Rectangular
T_lexX[\ X Position: 0.5
{*bXO8vi(( Direction: Negative Direction
Ji\8(7
{8 Label: InputPlane1
?{mFQ 2D Transverse:
.Vj;[p8 Center Position: 4.5
3b
(I~ Half width: 5.0
m
jC6(?V Titlitng Angle: 45
f>g>7OsD] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
3 (Kj| u 图2.波导结构（未设置周期）
l Y
yt8H L&+XFntR 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
w ^sM,c5d 将Linear2代码段修改如下:
#G:~6^A Dim Linear2
4nzUDeI3MG for m=1 to 8
=P\H}?PF Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Af pB=3 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
V
lN&Lz Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
IKb 7#Ut Linear2.SetAttr "Depth", "0"
^ n"ve2 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
r3<yG" J86 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
~Aq;g$IJZ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|d?0ZA:z Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
,~w)~fMb8 :(VD<"X 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。
y,v*jE 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ymT&[+V a]|P rjPI 设置仿真参数
C s?kZ
% 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@5K/ z<p% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
js/N qf2> TE simulation
W2J"W=:z Mesh Delta X: 0.015
BY.' 0,H=k Mesh Delta Z: 0.015
yeqZPz n Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
MYFRrcu; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j4$XAq~ W Number of Anisotropic PML layers: 15
sqFMO+ 其它参数保持默认
g|tnY N 运行仿真
WBLfxr • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
6":=p:PT. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
);$_|]# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
f8'D{OP"G 6;i]v|M- 远场分析
衍射波
; 6Js
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
fFudoIC 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
[vV]lWOp' 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
DfgqB3U[ 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)
N|Mzj|i. 图4.远场计算对话框
{SVd='!V v>CA A"LH 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/ DA'p [, Wavelength: 0.63
u snbGkq Refractive index: 1.5+0i
`O ?61YUQH Angle Initial: -90.0
Ytop=ZIl' Angle Final: 90.0
:
&>PN,q> Number of Steps: 721
3Z;`n,g Distance: 100, 000*wavelength
7'uuc]\5> Intensity
]p~w`_3v gTcLS|& H 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
7KXc9:p + 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
a[bu{Z]% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
