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：
Yjz'lWg •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
g3{)AX[Uy •光栅布局
模拟和后处理分析
aM'0O![d 布局layout
5 r/QPJ<h 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
U,/NygB~ 图1.二维光栅布局
A?Jm59{w SxXh
N 用VB脚本定义一个2D光栅布局
ixN>KwH Q6?+# } 步骤：
Avw"[~Xd 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
u&l2s&i 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ;@K,>$ur- Wafer Dimensions：
{y0*cC Length (mm): 8.5
#I9 |>XE1 Width (mm): 3.0
EVmQ"PKL' #FF5xe 2D wafer properties:
lD2>`s 5 Wafer refractive index: Air
:j$K. 3n 3 点击 Profiles 与 Materials.
!7J;h{3Uw :7Mo0,Bw, 在“Materials”中加入以下
材料：
g92M\5
x9 Name: N=1.5
xMg& >}5 Refractive index (Re:): 1.5
aA%$<ItH 9B Lz Name: N=3.14
4s* P5w_'/ Refractive index (Re:): 3.14
Y">tfLIL_ 18w[T=7) 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
pPCxa#OV Name: ChannelPro_n=3.14
E=g D{1,? 2D profile definition, Material: n=3.14
S6 }_Z sAk~`(:4! Name: ChannelPro_n=1.5
s9'g'O5 2D profile definition, Material: n=1.5
fT._Os?i EH3jzE3N 6．画出以下波导结构：
(d993~|h a. Linear waveguide 1
x[nv+n , Label: linear1
+YT/od1t7 Start Horizontal offset: 0.0
jLvI!q Start vertical offset: -0.75
KtY~Y End Horizontal offset: 8.5
En6fmEn&;o End vertical offset: -0.75
O|,+@qtH Channel Thickness Tapering: Use Default
wd*T"V3 Width: 1.5
'DsfKR^ s Depth: 0.0
s5|LD'o! Profile: ChannelPro_n=1.5
/(n)I 3~I<f ^K4 b. Linear waveguide 2
DWJ%r"aN Label: linear2
\,
n'D Start Horizontal offset: 0.5
k;zb q Start vertical offset: 0.05
HAo8]?J End Horizontal offset: 1.0
sLbz@5 4 End vertical offset: 0.05
o)}b Fw Channel Thickness Tapering: Use Default
f;u;hQxs Width: 0.1
WbH/K]/1)h Depth: 0.0
% n}fk j' Profile: ChannelPro_n=3.14
z('93vsO &%u,b~cL? 7.加入水平平面波：
nq/xD;q Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
1I3u~J3]/ Input field Transverse: Rectangular
yF0,} X Position: 0.5
JPQ02&e Direction: Negative Direction
4EB $e? Label: InputPlane1
w0/W=!_ 2D Transverse:
]CC~Eo-%- Center Position: 4.5
|&n dQ(! l Half width: 5.0
e@]cI/j Titlitng Angle: 45
GU&XK7L Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
8x,;B_Zu 图2.波导结构（未设置周期）
" "a+Nc 7C2/^x P 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。
vo7 1T<K 将Linear2代码段修改如下:
D4#,9?us Dim Linear2
5 jNBt>.0 for m=1 to 8
w5n>hz_5 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
"6KOql3 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/u:Sn=SPd Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
-m'a%aog Linear2.SetAttr "Depth", "0"
fE7WLV2I> Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Kyl( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
3;:xEPb._6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
=:"@YD^a4 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
KAsS= ` r456M-~ 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。
Q ;k_q3 图3.光栅布局通过VB脚本生成
82/iVm1 |=%$7b\C 设置仿真参数
&OzJ^G\o 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
;'o> 6I7Ph 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
uDoSe ^0 TE simulation
H~V=TEj Mesh Delta X: 0.015
\17)=W Mesh Delta Z: 0.015
{Z?!*Ow Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
wkm
SIN: 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;=^WIC+Nr Number of Anisotropic PML layers: 15
|g;XC^!%=o 其它参数保持默认
D3^v [>E2 运行仿真
,MvvW{EY • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
HPCA,*YR` • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
hcf>J6ZLT • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
T2( +HI2 hR`dRbBi% 远场分析
衍射波
" V:UQ<a\ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\uPT-M* 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
*@BBlkcx 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
fV5#k@,") 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)
QiRzA4-zq 图4.远场计算对话框
Bf*
F ^ X@D 3 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ys3C'Gc Wavelength: 0.63
bg=`
Refractive index: 1.5+0i
92tb`' Angle Initial: -90.0
<s{/ka3 Angle Final: 90.0
zY s? w= Number of Steps: 721
*l9Y]hinq Distance: 100, 000*wavelength
1)Ag|4 Intensity
LnyA 5T d[Fsp7U} 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
q{5V q_s\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
#M>E{w9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
