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：
'[AlhB X •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
: r{<zd>; •光栅布局
模拟和后处理分析
TE3lK(f 布局layout
9s\A\$("l 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
y0sR6TY)f 图1.二维光栅布局
0z1ifg& Xe$ I7iKD 用VB脚本定义一个2D光栅布局
> V-A;S: 't:; irLW. 步骤：
\k .{-nh 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
pMw*9s X 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dP3CG8w5 Wafer Dimensions：
nyQ&f'< Length (mm): 8.5
F Hj"
n B Width (mm): 3.0
7j@Hs[
* zr-*$1eu 2D wafer properties:
- Ajo9H Wafer refractive index: Air
fObg3S92 3 点击 Profiles 与 Materials.
iW$_z gN J\ +0[~~ 在“Materials”中加入以下
材料：
((H^2KJn Name: N=1.5
zZL6z 4 g Refractive index (Re:): 1.5
3@kf@ Vf I(i}c~ R Name: N=3.14
a =J^ Refractive index (Re:): 3.14
dq(uVW^&ae ff]6aR/
UQ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
BF\XEm?! Name: ChannelPro_n=3.14
Z InpMp 2D profile definition, Material: n=3.14
VJeu 8ZJ. ;O,+2VzP%^ Name: ChannelPro_n=1.5
Lt u'W22 2D profile definition, Material: n=1.5
>"^ O"E 2L3)#22m* 6．画出以下波导结构：
T$>WE= Y a. Linear waveguide 1
q X/y5F` Label: linear1
9B{k , 1
Start Horizontal offset: 0.0
\nXtH}9ZF Start vertical offset: -0.75
?4+9fE< Q End Horizontal offset: 8.5
um jt]Gu[ End vertical offset: -0.75
2GP=&K/A Channel Thickness Tapering: Use Default
gqZ'$7So Width: 1.5
v:IpMU-+\ Depth: 0.0
N4v~;;@(
Profile: ChannelPro_n=1.5
( l\1n;s*B ASKf '\,dV b. Linear waveguide 2
,vr? 2k Label: linear2
Njxv4c c Start Horizontal offset: 0.5
/Gd=n Start vertical offset: 0.05
Q A<
Rhv, End Horizontal offset: 1.0
(7vF/7BZ|_ End vertical offset: 0.05
<` .X$r* Channel Thickness Tapering: Use Default
nL5cK: Width: 0.1
vx1c,8 Depth: 0.0
CNih6R Profile: ChannelPro_n=3.14
?qP7Y nl ZGBd%RWjG_ 7.加入水平平面波：
O9G[j=U Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
3DzMB?I Input field Transverse: Rectangular
T/b6f;t-s X Position: 0.5
B;M?,<%FRU Direction: Negative Direction
(jnQ
- Label: InputPlane1
I5`4 Al 2D Transverse:
lNz7u:U3 Center Position: 4.5
aT{_0m$G10 Half width: 5.0
|9u OUE Titlitng Angle: 45
v_<rNc,z-s Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
P2NQHX
图2.波导结构（未设置周期）
^hG-~z< )Lk639r 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。
ERUz3mjA/ 将Linear2代码段修改如下:
c?tBi9'Y] Dim Linear2
n&L+wqJ for m=1 to 8
lsJSYJG& Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
|ax 3sAg Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
{Bk[rCl Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
S*==aftl( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
YpWPz %`: Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
iIvc43YV% Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
O@tU.5*$5 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
aI%g2 q0 f Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
<-> { `[z<4"Os 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
FTX=Wyr 图3.光栅布局通过VB脚本生成
mi=Q{>rb / 'Ass(=6 设置仿真参数
q]\:P.x!> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
i @C].X 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
AV:h BoO TE simulation
{}>0e:51 Mesh Delta X: 0.015
DjCqh-&L Mesh Delta Z: 0.015
i/65v Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
D|lzGt 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
61Bwb]\f/| Number of Anisotropic PML layers: 15
. S!mf 其它参数保持默认
e|NG"< 运行仿真
Gk.
ruQW" • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
g%ndvdb m • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
+ @A • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
c%^7!FSg hjU::m,WX 远场分析
衍射波
}'5MK 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
6|K5!2 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ySk R> y 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
G|[ =/>~B 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
9? A)n4b; 图4.远场计算对话框
bH-ub2@qO +s"hqm 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[8.c8-lZ^ Wavelength: 0.63
6} Vf\j~ Refractive index: 1.5+0i
k j|6iG Angle Initial: -90.0
rR$h* Angle Final: 90.0
GSY( Number of Steps: 721
Kh"?%ZIa Distance: 100, 000*wavelength
QgrpBG Intensity
T!-\@PB !
jPC[_g 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
H;D>|q 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Av @b! iw+ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
