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：
8ctUK| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
=kUN ^hb •光栅布局
模拟和后处理分析
YoKY&i6r} 布局layout
i!30f^9D-S 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}Z ws e%; 图1.二维光栅布局
mzz77i
AoEG%nT 用VB脚本定义一个2D光栅布局
\*s'S*~ <[2 ]p\rj 步骤：
EwcN$Ma 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
yD+)!q" 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 f#a ~av9rC Wafer Dimensions：
dD3I. ?DY Length (mm): 8.5
XTD _q Width (mm): 3.0
3 n/U4fn_ XU Hu=2F 2D wafer properties:
D84`#Xbi Wafer refractive index: Air
88
* K 3 点击 Profiles 与 Materials.
N&!qu r \ YB h : 在“Materials”中加入以下
材料：
}MDu QP] Name: N=1.5
n)w@\ Uy c Refractive index (Re:): 1.5
h*f= /s>ZT8vaAs Name: N=3.14
qTnfiYG} Refractive index (Re:): 3.14
zlmb_akJ 'Lft\.C 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
AfG!(AF` Name: ChannelPro_n=3.14
|* 0oz= 2D profile definition, Material: n=3.14
`Njv#K} U 1o 7
pMp= Name: ChannelPro_n=1.5
AAkdwo 2D profile definition, Material: n=1.5
zm}4=Kz} %Ysu613mz 6．画出以下波导结构：
2P8JLT*Tj a. Linear waveguide 1
$Xw .iN]g Label: linear1
<D4.kM Start Horizontal offset: 0.0
ik77i?Hg Start vertical offset: -0.75
SeBbI&Ju End Horizontal offset: 8.5
`Y-uNJ'.N End vertical offset: -0.75
l
tr =_ Channel Thickness Tapering: Use Default
YBN.
waL Width: 1.5
3_2( L"S2 Depth: 0.0
,8g~,tMr+ Profile: ChannelPro_n=1.5
y@J]busU _cx}e!BK# b. Linear waveguide 2
Xi_>hL+R( Label: linear2
W{l+_a{/9 Start Horizontal offset: 0.5
;8;nY6Ie Start vertical offset: 0.05
TS muNCR End Horizontal offset: 1.0
uAR!JJ End vertical offset: 0.05
n *%<!\gJ Channel Thickness Tapering: Use Default
6Tx Z^&= Width: 0.1
Qw.""MLmN8 Depth: 0.0
?'p` Qv Profile: ChannelPro_n=3.14
Dg/&m*Yl .e5GJAW~9 7.加入水平平面波：
X~U vh 8O Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
O B8fFd Input field Transverse: Rectangular
|Sy | E X Position: 0.5
?@ l9T)fF Direction: Negative Direction
"/6( Label: InputPlane1
:k075Zr/#D 2D Transverse:
U ?d 1 Center Position: 4.5
Ob?>zsx Half width: 5.0
T5&jpP`M Titlitng Angle: 45
T{bM/?g Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
]v@#3,BV 图2.波导结构（未设置周期）
/yyed{q _wKFT> 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
R>Fie5 ? 将Linear2代码段修改如下:
3E c5:Caz Dim Linear2
XRKL;|cd for m=1 to 8
fQlR;4QX] Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
(1fE^KF@f Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
w"bQxS~$y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
g/W<;o<v(I Linear2.SetAttr "Depth", "0"
n[CESo%[ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
DIH.c7o Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Gk*Mx6|N Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
D| ,d _W Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
($' rV!} 9M:wUYHT 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
e P|:b & 图3.光栅布局通过VB脚本生成
b 4!(~"b. f
GE+DjeA 设置仿真参数
E Yd`qk 3 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
^6mlE+WY 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
aG8}R~wH& TE simulation
@$gvV]dA Mesh Delta X: 0.015
(ta!4h, Mesh Delta Z: 0.015
rv1kIc5Za< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
"wmQ,= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Z_D8}$! Number of Anisotropic PML layers: 15
b-U LoV 其它参数保持默认
o8BbSZVu 运行仿真
!v<r=u • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Zaf] .R • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@a)@1:=Rm • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
uI@:\Rs s m'XzZ mI 远场分析
衍射波
7m{ 'V`F 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
nM34zVy 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Z$ kff-Y4 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
kdman nM 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
bYoWw 图4.远场计算对话框
j?29_Az r5Jy( ~ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
4~hd{8 Wavelength: 0.63
k/=J<?h0 Refractive index: 1.5+0i
(]^9>3{| Angle Initial: -90.0
E< "aUnI Angle Final: 90.0
YTpSR~!Rj Number of Steps: 721
\eH~1@\S Distance: 100, 000*wavelength
+'2Mj|d@p Intensity
DbP!wU lqR HvN!_}[ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Bjq1za 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
63QMv[`, 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
