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：
F2WKd1U •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
dM 5 -; •光栅布局
模拟和后处理分析
e(sk[guvX 布局layout
7/H)Az@i45 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Ba,`TJ%y 图1.二维光栅布局
|>Vb9:q9Po $ `c:& 用VB脚本定义一个2D光栅布局
vd ZW%-A&\ eDMO]5}Ht 步骤：
6<]l W 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
x A r\gu 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -~ 0^P, yQ Wafer Dimensions：
S!UaH>Rh Length (mm): 8.5
^ c<Ve'- Width (mm): 3.0
^ y::jK 'V {W-W< 2D wafer properties:
A<{{iBEI` Wafer refractive index: Air
WY/}1X9.% 3 点击 Profiles 与 Materials.
2: kH[ # fl(wV.Je| 在“Materials”中加入以下
材料：
f?Lw)hMrA Name: N=1.5
-~1~I
e2 Refractive index (Re:): 1.5
Wc#24:OKe3 sT)CxOV Name: N=3.14
vQ Cy\Gi Refractive index (Re:): 3.14
Nc`L;CP /7kC< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
TDh5lI
Name: ChannelPro_n=3.14
e=
AKD# 2D profile definition, Material: n=3.14
XwmL.Gg:]7 3n _htgcv Name: ChannelPro_n=1.5
@5FQX 2D profile definition, Material: n=1.5
#a6iuO0I M >u_4AY 6．画出以下波导结构：
az$FnVNn= a. Linear waveguide 1
fVlB=8DNk& Label: linear1
^sw?gH* Start Horizontal offset: 0.0
[WmM6UEVS Start vertical offset: -0.75
:>
'+"M2r End Horizontal offset: 8.5
#mF" 1 QW End vertical offset: -0.75
l **X^+=$ Channel Thickness Tapering: Use Default
C Z;6@{ o Width: 1.5
ep8 Depth: 0.0
CTb%(<r Profile: ChannelPro_n=1.5
5O% {{J q m}@!z^ b. Linear waveguide 2
rp$'L7lrX Label: linear2
@dK Tx#gZ Start Horizontal offset: 0.5
)GpK@R]{ Start vertical offset: 0.05
Ac@VGT :9 End Horizontal offset: 1.0
^[[P*NX3 End vertical offset: 0.05
s!J9|]o Channel Thickness Tapering: Use Default
9w"*y#_ Width: 0.1
j%kncGS Depth: 0.0
%EH )&k Profile: ChannelPro_n=3.14
h{Y ",7] ! ZVBXx\{s 7.加入水平平面波：
Vr}'.\$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
tw;}jh Input field Transverse: Rectangular
*@5 @,=d X Position: 0.5
=bOW~0Z1 Direction: Negative Direction
dd;~K&_Q/i Label: InputPlane1
fC`&g~yK' 2D Transverse:
dV_G1' Center Position: 4.5
W\3X=@|u) Half width: 5.0
sC'` ~}C Titlitng Angle: 45
}vuO$j Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
FrS]|=LJhX 图2.波导结构（未设置周期）
M3\AY30L o-5TC 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。
b6bHTH0 将Linear2代码段修改如下:
';CNGv - Dim Linear2
)nkY_' BV for m=1 to 8
x 5Bk/e' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Z@HEj_n Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
D*jM1w_` Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
/uf lpV| Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}2jn[${ pr Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Wr
4,Y QM Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
/uc>@!F Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7!1S)dup Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{: /}NpA$ X'ag)|5ot 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。
$Sq:q0 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Nn6%9PX_) -?\D \\+t 设置仿真参数
J.a]K[ci 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
*dQSw)R 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
F9PxSk_\9 TE simulation
_BufO7 `. Mesh Delta X: 0.015
`5*}p#G Mesh Delta Z: 0.015
|!ELV 7?( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
dtDFoETz 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
)0`C@um Number of Anisotropic PML layers: 15
F?0Ykjh3 其它参数保持默认
=;L|gtH" 运行仿真
Z ,gk|M3. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
pglVR </ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
)%TmAaj9d • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
b%+Xy8a ). O)p9 远场分析
衍射波
}MySaL> 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
NEs:},)o 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0- gAyiKx? 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
5P bW[ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
4g/dP ^ 图4.远场计算对话框
?,/ }`3Vw :FF=a3/"6 5. 在远场对话框，设置以下参数：
tbr=aY$ jY Wavelength: 0.63
6BlXLQ,8q Refractive index: 1.5+0i
7GGUV Angle Initial: -90.0
6]N.%Y[( Angle Final: 90.0
;uW FHc5@B Number of Steps: 721
TeQV?ZQ#} Distance: 100, 000*wavelength
ceA9) { Intensity
SbZ6t$" y_,bu^+* 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
MV"=19] 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
+ZYn? #IQ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
