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：
d^$cx(2$D •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#')] ~Xa •光栅布局
模拟和后处理分析
~Ni-}p 布局layout
xJ:Am>%\^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
bOrE86v: 图1.二维光栅布局
!IC
.0I` QjJlVlp 用VB脚本定义一个2D光栅布局
y,Bj,zw `LIlR8&@aX 步骤：
jL5O{R[
x: 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
I|Hcs. uW 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1
rbc}e Wafer Dimensions：
F$JA
IL{W Length (mm): 8.5
gGA5xkA Width (mm): 3.0
GpO@1 C/ "FGgem%9 2D wafer properties:
l,A\]QDvl Wafer refractive index: Air
]k1N-/ 3 点击 Profiles 与 Materials.
_3f/lG?&- p(( . (fx 在“Materials”中加入以下
材料：
WRAv>s9 Name: N=1.5
kaEu\@%n Refractive index (Re:): 1.5
!{uV-c-5, Y%]g,mG Name: N=3.14
S*3$1BTl Refractive index (Re:): 3.14
l<sWM$ez ^( C,LVP< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ji ,`? Name: ChannelPro_n=3.14
A"+t[0$. 2D profile definition, Material: n=3.14
T_)+l) cY~lDLyB Name: ChannelPro_n=1.5
c- @EHv
2D profile definition, Material: n=1.5
1_}k)(n Z$YG'p{S 6．画出以下波导结构：
,(c'h:@M a. Linear waveguide 1
FuBUg _h Label: linear1
#LwDs,J :
Start Horizontal offset: 0.0
;lTgihW- Start vertical offset: -0.75
waV4~BdL End Horizontal offset: 8.5
T z+Y_ End vertical offset: -0.75
}_Sgor83n Channel Thickness Tapering: Use Default
X)9|ZF2` Width: 1.5
e<Oz % Depth: 0.0
2V+[:>F Profile: ChannelPro_n=1.5
#?\|)y4i ! $o9:[B b. Linear waveguide 2
,Qe`(vU*s Label: linear2
)=,;-&AR Start Horizontal offset: 0.5
yaX%<KBa\ Start vertical offset: 0.05
Gh'{ O/F4* End Horizontal offset: 1.0
z q#gf End vertical offset: 0.05
2fUz}w ( Channel Thickness Tapering: Use Default
H{d /%}7[v Width: 0.1
.M\0+,%/ Depth: 0.0
, }Ic($ To Profile: ChannelPro_n=3.14
IifH=%2Y R*O6Z" h 7.加入水平平面波：
<jVk}gi)Jp Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
o`ODz[ 04 Input field Transverse: Rectangular
z]i/hU X Position: 0.5
LA837%) Direction: Negative Direction
90$`A MR Label: InputPlane1
9>5]y}.{ 2D Transverse:
GlXzH1wZ Center Position: 4.5
FC8=
ru Half width: 5.0
rk?G[C)2c Titlitng Angle: 45
f6HDfJmE Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
v{ U1B 图2.波导结构（未设置周期）
K9'AYFse +(hr5 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
j7Lw( A J 将Linear2代码段修改如下:
@ j4~`~8 Dim Linear2
_~ 7cn for m=1 to 8
p M@0>DVi Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
W} oAgUd Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
rMUQh~a/ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Wuji'sxTs Linear2.SetAttr "Depth", "0"
*:,7
A9LY Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
LZ~$=< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1FC 1*7A[ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
C
F< Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
9 D mQ ( KG>l TdN 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。
DfP
vi1 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!O8vr4= noNL.%I 设置仿真参数
#EU x1II 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Ibl==Irk 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
uI[lrMQYa TE simulation
UbV} ! Mesh Delta X: 0.015
{R. @EFkZ Mesh Delta Z: 0.015
='r4z z Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
[P W*|U 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
%(wa~:m+S- Number of Anisotropic PML layers: 15
{mV,bg,}~ 其它参数保持默认
y#;@~S1W 运行仿真
0IjQq I • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
3& JsYQu • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
+EgQj*F* • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
:j,e0#+sA BI6o@d;=4 远场分析
衍射波
=2[cpF] 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
kQm\;[R 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pfvNVu 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
^Q4m1?
40 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)
@7';bfsix 图4.远场计算对话框
"n@=.x *tT }y(M 5. 在远场对话框，设置以下参数：
F/w!4,'<?5 Wavelength: 0.63
G%K<YyAP Refractive index: 1.5+0i
v
~%6!Tr Angle Initial: -90.0
"V c G3. Angle Final: 90.0
Ey u?T Number of Steps: 721
TNV# Distance: 100, 000*wavelength
-3c?Yaf" Intensity
U(=cGA.$ EkqsE$52 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
%8+'L4 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
rm4j8~Ef 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
