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：
3U "') •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#;LMtDaL •光栅布局
模拟和后处理分析
aXbNDj
][ 布局layout
2 \63&C^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
)s< WG} 图1.二维光栅布局
20 l_a y 4:Xj-l^D 用VB脚本定义一个2D光栅布局
+'['HQ) +#qt^NO 步骤：
sh(kRrdY3 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
P% +or * 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 MkW1FjdP Wafer Dimensions：
5`"*y iv Length (mm): 8.5
3Wb2p'V7$? Width (mm): 3.0
*$L z2 ] i=1 }lk q 2D wafer properties:
nl'J.d J e Wafer refractive index: Air
Q 6.*"` 3 点击 Profiles 与 Materials.
} or2 $\>m J[ !x%8m 在“Materials”中加入以下
材料：
M*O(+EM Name: N=1.5
#5-A & Refractive index (Re:): 1.5
S*CLt 6c2ThtL Name: N=3.14
y
Tw',N{ Refractive index (Re:): 3.14
6mBDd>`0 I[=Wmxa?r 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/~Zc}o,J Name: ChannelPro_n=3.14
(3 ZvXpzvF 2D profile definition, Material: n=3.14
s`#ntset0 a*6wSAA ) Name: ChannelPro_n=1.5
7 }d$*C 2D profile definition, Material: n=1.5
&$m =^ i0'Xy> l 6．画出以下波导结构：
gp$EXJ= a. Linear waveguide 1
ApG'jN Label: linear1
$v:gBlj%" Start Horizontal offset: 0.0
Mr=}B6` Start vertical offset: -0.75
#.)xm(Ys End Horizontal offset: 8.5
:/@k5#DY End vertical offset: -0.75
n9kd2[s| Channel Thickness Tapering: Use Default
tg7C ;rJ Width: 1.5
-_2Dy 1 Depth: 0.0
m3x z=9Ve Profile: ChannelPro_n=1.5
N
b3I%r ~VqFZasV b. Linear waveguide 2
H_ ?;h-Y] Label: linear2
FgOUe Start Horizontal offset: 0.5
068WlF cWV Start vertical offset: 0.05
M8^.19q ; End Horizontal offset: 1.0
d&aBs++T End vertical offset: 0.05
?eL='>Ne Channel Thickness Tapering: Use Default
U_ x0KIm Width: 0.1
/B,B4JI)/ Depth: 0.0
vIVw'Z(g} Profile: ChannelPro_n=3.14
%"l81z Cq?',QU6j 7.加入水平平面波：
u}Ei_
O<z Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
u?q&K|
Input field Transverse: Rectangular
b
A)b`1lI X Position: 0.5
bbd0ocva Direction: Negative Direction
m !#_CQ: Label: InputPlane1
<\, & :< 2D Transverse:
rD0k%-{{ Center Position: 4.5
@Pxw hlxa Half width: 5.0
:v#k&Uh3y Titlitng Angle: 45
s8t f@H4r Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
kU #:I9PO 图2.波导结构（未设置周期）
0=OD?48< o-SRSu 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
lir &e
9I+ 将Linear2代码段修改如下:
'rS'B.D Dim Linear2
)UR1E ?' for m=1 to 8
PqT" jOF]n Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
7^ B3l C) Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
G$cxDGo Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5Xwk*@t2a Linear2.SetAttr "Depth", "0"
r~)VGdB+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.r ~'(g{qt Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
&}zRH}s; Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
$!a?i@ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
'oC$6l'rQ HjV\lcK:v 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
5\VxXiy 0 图3.光栅布局通过VB脚本生成
mYX56,b}5 iH[E=
6* 设置仿真参数
d2ohW | 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
XK1fHfCEa 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
>RM
0=bO TE simulation
DXK yRkn6e Mesh Delta X: 0.015
Qqp)@uM^ Mesh Delta Z: 0.015
NeY"6!;k Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
r k @UsHy 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
DWuRJ Number of Anisotropic PML layers: 15
]a)IMIh; 其它参数保持默认
0HjJaML 运行仿真
.SG0}8gW • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
%n jOX#.w • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ll_}& a0G • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
9QX4R<"wUg >5c]aNcv 远场分析
衍射波
fzl=d_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
K~U SK?Q% 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
NzAQ@E 2d: 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
P!5Z]+B# 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
%Hh3u$Y, 图4.远场计算对话框
:#Ty^-"]1 Pfm*<,'x"[ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
vsH3{:&;"P Wavelength: 0.63
n-d:O\] Refractive index: 1.5+0i
VW {,:Ya Angle Initial: -90.0
{-Yee[d<? Angle Final: 90.0
7 xUE ,)? Number of Steps: 721
l7ZB3' Distance: 100, 000*wavelength
$ cq!RgRn Intensity
dnix:'D1
t7&Dwmck9 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
^dh=M5xz) 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
gNTh% e 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
