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：
k"X <g A •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
}@%A@A{R •光栅布局
模拟和后处理分析
dlk xA^ 布局layout
TOmq2*,/ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Hh`x>{,|S 图1.二维光栅布局
U;f~ Q6iu HLm6 B tE 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$'Z\'<k[ s{x{/Bp(KK 步骤：
E-jL"H* 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
I? c "\Fe 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 H:byCFN- Wafer Dimensions：
at"-X ?`d Length (mm): 8.5
YLs%u=e($ Width (mm): 3.0
T pXbJ]o9 uj#bK
7 2D wafer properties:
:k9n
9
Wafer refractive index: Air
[yj-4v%u` 3 点击 Profiles 与 Materials.
VBV y3fnj .: gZ*ks~ 在“Materials”中加入以下
材料：
6$]@}O^V Name: N=1.5
nv>|,&; Refractive index (Re:): 1.5
uFPJ}m[>5 _"Yi>.{] Name: N=3.14
6i AHus- Refractive index (Re:): 3.14
2;X{ZLo g2Pa-}{ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
z Ic%>?w Name: ChannelPro_n=3.14
USB U?WDt 2D profile definition, Material: n=3.14
<NRW^#g<x &ru 2&Sz Name: ChannelPro_n=1.5
}!-BZIOlO 2D profile definition, Material: n=1.5
PNVYW?l S5B12P 6．画出以下波导结构：
$&D$ Uc`U> a. Linear waveguide 1
7;0$UYDU* Label: linear1
<X]'": Start Horizontal offset: 0.0
%T9'dcM Start vertical offset: -0.75
IJX75hE0g End Horizontal offset: 8.5
G-FeDP End vertical offset: -0.75
o2p;$W4` Channel Thickness Tapering: Use Default
tx0`#x Width: 1.5
+<qmVW^X Depth: 0.0
D}4*Il? Profile: ChannelPro_n=1.5
{ |dU|h e'%"G{(D b. Linear waveguide 2
2|a@,TW}- Label: linear2
Y\#+ -E Start Horizontal offset: 0.5
Tgxxm Start vertical offset: 0.05
2Cy">Exl End Horizontal offset: 1.0
w.v yEU^ End vertical offset: 0.05
k Qm \f Channel Thickness Tapering: Use Default
1 /@ lZ Width: 0.1
c j-_ Depth: 0.0
B_Qi Profile: ChannelPro_n=3.14
N0U6N< w p\xi 5z 7.加入水平平面波：
P|M#S9^] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
&dA{ <. Input field Transverse: Rectangular
x.gRTR`7( X Position: 0.5
*c"tW8uR Direction: Negative Direction
/ eFudMl Label: InputPlane1
<hG ] f% 2D Transverse:
Y"eR&d Center Position: 4.5
?r< F/$/ Half width: 5.0
~Ey)9phZK Titlitng Angle: 45
gZ{q85C.> Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
a+w c"RQ
| 图2.波导结构（未设置周期）
i; +]Y R.ZC|bPiD 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
0LQ|J(u 将Linear2代码段修改如下:
}v zZWe Dim Linear2
<qGVOAnz+ for m=1 to 8
(WoKrd.! Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
;;6e
t/8 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
]{2Eo Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
>$^v@jf Linear2.SetAttr "Depth", "0"
JI&ik_k3 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
QY$Z,#V) Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Mv\odf\] Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
UX U !sd Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
^LaOl+;S 7*{9 2_M 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。
;|n C;D] 图3.光栅布局通过VB脚本生成
P.8CFl X MXQ S6F# 设置仿真参数
. W[[Z;D 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
nMz~.^Q- 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Kr;7~`$[ TE simulation
>9?BJv2 Mesh Delta X: 0.015
m\h. sg& Mesh Delta Z: 0.015
:Fv d?[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
4tZnYGvqe 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
lQ t&K1m Number of Anisotropic PML layers: 15
NTj: +z0 其它参数保持默认
r$=YhI/= 运行仿真
EUVB>%P • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
#zRT • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
-Odk'{nW • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
T(n<@Ac]V 9lT6fW`v1Q 远场分析
衍射波
;t^8lC?>V 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
NZj_7j|o9 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ue YBD]3 ' 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
GQU 9UXe 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)
MV+S .`R 图4.远场计算对话框
l}#z#L2,` Y~R['u, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n\U3f M>N Wavelength: 0.63
&HS6} Refractive index: 1.5+0i
YLEk
M
Angle Initial: -90.0
:yLSLN Angle Final: 90.0
AX
{~A:B Number of Steps: 721
uTSTBI4t Distance: 100, 000*wavelength
^CZ)!3qd1 Intensity
)ifEgBT /^BaQeH?R 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!A5UT- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
]["=K!la: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
