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：
1A^iUC5) •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
,2S
<#p! •光栅布局
模拟和后处理分析
PJj{5,#@3 布局layout
*ggT THy 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
WrbDB-uM 图1.二维光栅布局
EQPZV
K/ |Hn[XRsf 用VB脚本定义一个2D光栅布局
1!8*mk_R { 47I:o9E 步骤：
Fk D 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
:NU-C!eT 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 UwtOlV :G{ Wafer Dimensions：
@_YEK3l]l Length (mm): 8.5
FW7+! A&F Width (mm): 3.0
cJA0$)JP& qx
3.oU 2D wafer properties:
O;[PEV ~ Wafer refractive index: Air
6 A M,1 3 点击 Profiles 与 Materials.
%u }|4BXoh DGY# pn Cu 在“Materials”中加入以下
材料：
$m/-E#I #Z Name: N=1.5
?>MD /l(l Refractive index (Re:): 1.5
yp5*8g5 uuj"Er3 1 Name: N=3.14
x$CpUy{6 Refractive index (Re:): 3.14
oSNB\G< - >wY|7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
..FUg"sSO Name: ChannelPro_n=3.14
iM2
EEC 2D profile definition, Material: n=3.14
3sGrX"0D MIa].S# Name: ChannelPro_n=1.5
)xQxc. 2D profile definition, Material: n=1.5
!~UI~-i' V$
38 6．画出以下波导结构：
qq-&z 6;$ a. Linear waveguide 1
;KQ'/n II Label: linear1
B2d$!A ny Start Horizontal offset: 0.0
w GZ(bKyO Start vertical offset: -0.75
{%D
"0* ^ End Horizontal offset: 8.5
dQM# -t4* End vertical offset: -0.75
4:r^6m%% Channel Thickness Tapering: Use Default
>|0yH9af Width: 1.5
#BS]wj2# Depth: 0.0
|L;'In Profile: ChannelPro_n=1.5
R
$'}Z }; 9dd3X b. Linear waveguide 2
Oi
BK Label: linear2
R,Zuy( g Start Horizontal offset: 0.5
(m;P,* Start vertical offset: 0.05
]&/jvA=\l, End Horizontal offset: 1.0
F/j=rs,*|D End vertical offset: 0.05
N["c*=x Channel Thickness Tapering: Use Default
md $[Bs9 Width: 0.1
]kb%l"& Depth: 0.0
v{
C]\8 Profile: ChannelPro_n=3.14
u;J= g ?P`wLS^; 7.加入水平平面波：
^%_B'X9 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
q,nj|9z V Input field Transverse: Rectangular
'IfM~9'D X Position: 0.5
L*FmJ{Yf Direction: Negative Direction
?Tuh22J{Q Label: InputPlane1
o*p7/KvoT 2D Transverse:
|<y[gj4`T/ Center Position: 4.5
2IjqT L Half width: 5.0
5mS Xf"R^ Titlitng Angle: 45
w2{k0MW Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
VPN@q<BV 图2.波导结构（未设置周期）
9}}D -&Mc {h9#JMIA 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
!YJdi~q
将Linear2代码段修改如下:
XQj`KUO@ Dim Linear2
nt;A7pI` for m=1 to 8
0?p_|X'_ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
I$f:K]|.m! Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
"Wi`S; Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
S<p
"k] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
u85y;AE,( Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
E}NX+ vYF Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Q|5wz]!5Y( Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
!Z=`Wk5 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
[*}[W6
3v .\U +`>4av 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。
ybS7uo 图3.光栅布局通过VB脚本生成
~-M7 bO2$0!=I 设置仿真参数
QJ"B d`wc 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
T$}<S o| 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
U +mx@C_ TE simulation
{xM%3 Mesh Delta X: 0.015
$ ~D`-+J Mesh Delta Z: 0.015
$oxPmELtpe Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
QyHUuG|g 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$wN'mY Number of Anisotropic PML layers: 15
W
8E<P y 其它参数保持默认
$u3N ',& 运行仿真
i}wu+<Mk • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
PFPfLxna • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
H[>_LYZ8 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
}1 _gemlf
.mok.f<G_m 远场分析
衍射波
c&0IJ7fZG 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
PKj A@+ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
R8],}6,;E} 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
/@wm?ft6Gk 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
ahV_4;yF 图4.远场计算对话框
q>Q|:g&: Nju7!yVM_ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
( j-(fS Wavelength: 0.63
|f w+{f Refractive index: 1.5+0i
! prU!5- Angle Initial: -90.0
1/&j'B Angle Final: 90.0
a#raUF7e Number of Steps: 721
aB'<#X$x Distance: 100, 000*wavelength
}(hE{((o Intensity
?L'k2J {Ua5bSbh 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
:_e.ch:4 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
x(t} H8q 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
