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：
ai!zb2j!E •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
6 6G$5 •光栅布局
模拟和后处理分析
>}tm8|IHoo 布局layout
)*=ds , 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
.""?k[f5Q 图1.二维光栅布局
h/7m.p] \^$ g%a 用VB脚本定义一个2D光栅布局
afVl)2h i$GL]0 步骤：
&R? \q* 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/0PBY-O 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 g]sc)4 Wafer Dimensions：
1$&(ei]*: Length (mm): 8.5
[Ybn pI Width (mm): 3.0
owz 6j: Ifg h yh<d 2D wafer properties:
S${n:e0\ Wafer refractive index: Air
jA&ZO>4 3 点击 Profiles 与 Materials.
T}%8Vlt] F|,_k %QP 在“Materials”中加入以下
材料：
$e
b x Name: N=1.5
e}
=tUdDf Refractive index (Re:): 1.5
MGt [zLF9 ;}iV`)S Name: N=3.14
?C%mwW3pc Refractive index (Re:): 3.14
z }>q/!q =Oo=&vA.oc 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
:qfP>Ok Name: ChannelPro_n=3.14
c7~+ 5 2D profile definition, Material: n=3.14
>l<`)4*H Ev
adY Name: ChannelPro_n=1.5
) =KD 2D profile definition, Material: n=1.5
*]
H8X=[x ?AMn>v 6．画出以下波导结构：
!fwMkws a. Linear waveguide 1
#H0-Fwo Label: linear1
p_^Jr* Mv Start Horizontal offset: 0.0
/$w,8pV = Start vertical offset: -0.75
(n4\$LdP- End Horizontal offset: 8.5
] LcCom:] End vertical offset: -0.75
` 7v"( Channel Thickness Tapering: Use Default
Ez\ TwK Width: 1.5
_,,w>q6K Depth: 0.0
4 ^3}+cJ7j Profile: ChannelPro_n=1.5
S!'Y:AeD& d`}t!]Gg b. Linear waveguide 2
aYJTSgW Label: linear2
eflmD$]SW Start Horizontal offset: 0.5
qK_jgj=w Start vertical offset: 0.05
&7K 4 tL End Horizontal offset: 1.0
Wu}84W"!.V End vertical offset: 0.05
0| a ,bwZ Channel Thickness Tapering: Use Default
E79'<;K,zs Width: 0.1
/0.m|Th'm Depth: 0.0
n(#| Profile: ChannelPro_n=3.14
3FD6.X>x r |H 1Yy 7.加入水平平面波：
<$ " Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
y'$ R e Input field Transverse: Rectangular
-a=RCzX] X Position: 0.5
wFe ?0u Direction: Negative Direction
\
5&-U@ Label: InputPlane1
`(2Y%L(r 2D Transverse:
(_ 9 u< Center Position: 4.5
| e? :Uq Half width: 5.0
,Y) 7M3I Titlitng Angle: 45
3PLYC}Jq Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
4qsP/`8 图2.波导结构（未设置周期）
zs=[C +Z\ yH9(ru 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。
3xhGmD\SKO 将Linear2代码段修改如下:
jTeHI|b Dim Linear2
sGAOK%28 for m=1 to 8
JZ l"k Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
H.Q648A"PF Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
51sn+h<w Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
_~QiQDq Linear2.SetAttr "Depth", "0"
bjO?k54I Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
><&>J gM Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
yh uzjn Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tg R4C#a Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
6rP?$ mn2 `X8wnD 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。
_
SuW86 图3.光栅布局通过VB脚本生成
J,W<vrKOcN }zO>y%eI 设置仿真参数
VUneCt% 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
j5Cf\*B4J 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
hy]8t1894 TE simulation
X_\$ hF Mesh Delta X: 0.015
,pT j'I Mesh Delta Z: 0.015
O>KrTK-AV Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
L2Vj2o"x? 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
P9W!xvV`w Number of Anisotropic PML layers: 15
K!<3|d 其它参数保持默认
_ ;!$1lM[ 运行仿真
kgv29j?k ; • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
x@p1(V. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9OS~;9YR • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Y 9SaYSX Clo}kdkd_ 远场分析
衍射波
nu6p{_M 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
JeXA *U# 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ty> 9i]Y- 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
\dHdL\f 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
,Qh9}I7;C 图4.远场计算对话框
'}N4SrU$ uBUT84i 5. 在远场对话框，设置以下参数：
@UK%l
:L Wavelength: 0.63
W[G5+*i Refractive index: 1.5+0i
n w Angle Initial: -90.0
]}Jb'(gMO4 Angle Final: 90.0
\gW6E^ Number of Steps: 721
O4g2s8 k Distance: 100, 000*wavelength
:5#iVa#< Intensity
BGrV,h^ p6&6^v\ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
<*@!>6mS 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Htm;N2$d 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
