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：
/! M%9gu •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
l} W">
yQ0 •光栅布局
模拟和后处理分析
T1c & 3 布局layout
3w8v.J8q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
V3$zlzSm, 图1.二维光栅布局
~vKDB$2 |`O2 10B@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
eKe[]/}e9 gW^ 0A)5 步骤：
v*^'|QyM7 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
y6&o+; I$[ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 TE-(Zil\ Wafer Dimensions：
W.> }5uVl6 Length (mm): 8.5
@Uq cym. Width (mm): 3.0
@wh-.M D U /jCM?~ 2D wafer properties:
u(~( + 1W Wafer refractive index: Air
F@1Eg 3 点击 Profiles 与 Materials.
!-tVt
D ^t P|8k 在“Materials”中加入以下
材料：
9G)fJr[c Name: N=1.5
QLb!e"C Refractive index (Re:): 1.5
BP=<TRp . t]+h. Name: N=3.14
v(l:N@L Refractive index (Re:): 3.14
v
K!vA-7 }VqC yJu&{ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
vY]7oX+ Name: ChannelPro_n=3.14
u XVs<im 2D profile definition, Material: n=3.14
s}?Q A cC 0>yu B gh Name: ChannelPro_n=1.5
V -lp';bD 2D profile definition, Material: n=1.5
.`^wRpa2M D YTC2 6．画出以下波导结构：
^"+Vx9H"{ a. Linear waveguide 1
"T.Qb/97@ Label: linear1
' [%?j?2r Start Horizontal offset: 0.0
-|GX]jx(Y Start vertical offset: -0.75
>uwd3XW5 End Horizontal offset: 8.5
-~]]%VJP| End vertical offset: -0.75
<h*$bx]9 + Channel Thickness Tapering: Use Default
lz(}N7SLa Width: 1.5
A5,(P$@ k Depth: 0.0
gCaxZ~o Profile: ChannelPro_n=1.5
K5 Z'kkOk B dxV [SF b. Linear waveguide 2
#4F0o@Z Label: linear2
U\6Ee-1#_ Start Horizontal offset: 0.5
Xd'B0kQaT Start vertical offset: 0.05
T26'b . End Horizontal offset: 1.0
P.kf|,8 L End vertical offset: 0.05
h 2C9p2. Channel Thickness Tapering: Use Default
=/bC0bb{i Width: 0.1
V(F1i%9l g Depth: 0.0
>uJU25)| Profile: ChannelPro_n=3.14
kI,O9z7A7 W@61rT} c 7.加入水平平面波：
%] ! xr6d Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
a
t%qowt Input field Transverse: Rectangular
mf\@vI X Position: 0.5
59k-,lyU, Direction: Negative Direction
iM"L%6*I^ Label: InputPlane1
=6[R,{ |C 2D Transverse:
,m;G:3}48 Center Position: 4.5
:CG;: ( | Half width: 5.0
9C| -|mo Titlitng Angle: 45
i"#zb&~nF Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
-{ Fy@$! 图2.波导结构（未设置周期）
Yw,LEXLY a@ N
1"O 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
^2uT!<2 将Linear2代码段修改如下:
teJY*)d Dim Linear2
bOK0^$k for m=1 to 8
3.@ir"vy Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
)`}4rD^b Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ig4mj47wJ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
<ugy-vSv Linear2.SetAttr "Depth", "0"
1p(9hVA Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
jWh}cM= Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
d2 *uY., Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
IvM>z 03 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
E*8).'S%k !6eF8T 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。
,zh4oX`> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Z)G@ahO Q mh8)yy5\ 设置仿真参数
&Tk@2<5= 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
:tX, `G 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
yGlOs]>n TE simulation
6Wc.iomx8 Mesh Delta X: 0.015
?$%2\"wX~7 Mesh Delta Z: 0.015
B{ cb'\ C Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Hw~?%g:<S 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
V)cL=4G Number of Anisotropic PML layers: 15
#)( D_* 其它参数保持默认
=xM:8
hm 运行仿真
MO_;8v~0 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ihopQb+k^m • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
%Q|Hv jk=E • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[u7i)fn5? {GS $7n 远场分析
衍射波
myDcr|j-a 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
zE]h] $oi 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
7aeyddpM 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
(r"2XXR 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)
O8 5) ^ 图4.远场计算对话框
@fI 2ZWN| {S5 j; 5. 在远场对话框，设置以下参数：
qp2&Z8S\D Wavelength: 0.63
Pa
*/&WeB Refractive index: 1.5+0i
:PQvt/-'(D Angle Initial: -90.0
_r vO#h Angle Final: 90.0
2Z*^)ZQB Number of Steps: 721
@tPpt B Distance: 100, 000*wavelength
<6!/B[!O= Intensity
*."50o=T fi';Mb3B3 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
nSB@xP#& 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Vi<F@ji 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
