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：
TXDb5ZCzM •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
50Kv4a" •光栅布局
模拟和后处理分析
`J}-U\4F{ 布局layout
Zt7Gf 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Vdf V5" 图1.二维光栅布局
w]Fi:kV r!,/~~m T 用VB脚本定义一个2D光栅布局
KDmzKOl ~
""?: 步骤：
G"'[dL)N> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
oP 0ZJK&; 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 n! >#o 1Qr Wafer Dimensions：
^HM9'*&KJ Length (mm): 8.5
e52y}'L Width (mm): 3.0
(wtw1E5X i( l'f# 2D wafer properties:
`Y5{opG 7- Wafer refractive index: Air
EgY yvS) 3 点击 Profiles 与 Materials.
F]"Hs> j & x=?jX 在“Materials”中加入以下
材料：
ncy? w
e Name: N=1.5
A`
iZ"? Refractive index (Re:): 1.5
)ZP-t!).G# .!&S{;Vv?W Name: N=3.14
oB8x_0#n Refractive index (Re:): 3.14
[61T$ . \a| bx4M 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
nG dEJ Name: ChannelPro_n=3.14
XJ.ERLR. 2D profile definition, Material: n=3.14
nYv`{0S+m VIi/ =mO] Name: ChannelPro_n=1.5
yN Bb(!u 2D profile definition, Material: n=1.5
?g5u#Q> ! t'F_1P^*/ 6．画出以下波导结构：
-1>$3-ur~ a. Linear waveguide 1
KJf~9w9U Label: linear1
5%5z@Ka Start Horizontal offset: 0.0
@A-^~LoP. Start vertical offset: -0.75
pOz 4>R End Horizontal offset: 8.5
YyZ>w2_MTi End vertical offset: -0.75
BW61 WH? Channel Thickness Tapering: Use Default
Q;3 v ]h_ Width: 1.5
xg>AW Q Depth: 0.0
>cEB ,@~ Profile: ChannelPro_n=1.5
@fVCGV?'
.L X8ko b. Linear waveguide 2
hR] AUH Label: linear2
^6S td
x_ Start Horizontal offset: 0.5
]q2g[D o5 Start vertical offset: 0.05
J6) &b7 End Horizontal offset: 1.0
A>c/q&WUk End vertical offset: 0.05
N]k(8K Channel Thickness Tapering: Use Default
#78P_{ #! Width: 0.1
9b0M'x'W5 Depth: 0.0
kr_!AW<.tz Profile: ChannelPro_n=3.14
gmY*}d`
'f zJp@\Yo+ 7.加入水平平面波：
eqL~h1^Co Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
77 Fpb?0` Input field Transverse: Rectangular
\G}$+ X Position: 0.5
l^F%fIRp) Direction: Negative Direction
@"`{gdB$ Label: InputPlane1
LQnkpy3A 2D Transverse:
^rKA=siz Center Position: 4.5
R`RLq1WA Half width: 5.0
B f_o Ic Titlitng Angle: 45
nA\9UD<G. Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
LE|*Je3a 图2.波导结构（未设置周期）
-%U 15W; Tu'/XUs;k 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。
O@
GEl 将Linear2代码段修改如下:
8" #Ix1# Dim Linear2
4RH'GnLa for m=1 to 8
WG{mg/\2(C Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
q]\bJV^/U Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
G*;}6 bj|? Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
9P 3jx)K Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"\'g2|A Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
o@o6<OP^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
e%v<nGN.- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+b7}R7:AFH Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_Gf.1Bsf@S V0gk8wD 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。
">n38:?R 图3.光栅布局通过VB脚本生成
C6XTId=y#_ uh~ /ybR 设置仿真参数
Uf`lGGM 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
y1JxAj 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
RsYn6ozb TE simulation
5ml^3 ,x Mesh Delta X: 0.015
P}%0YJ$6 Mesh Delta Z: 0.015
_)7dy2%{q Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
U#O 6l-xe] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
g Dw:Z/1X` Number of Anisotropic PML layers: 15
s_=/p5\ 其它参数保持默认
,_ XDCu @ 运行仿真
iI[Z|"a 21 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
H:X= v+W • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
wo>srZs • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
wp!< u
% <"u T=]wZ= 远场分析
衍射波
3gW4\2|T 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
({ 7tp!@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
F QR{w 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
kF9T 9 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
C^@.GA 图4.远场计算对话框
*-timVlaE |S5N$[ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
U}xQUFT| Wavelength: 0.63
zX-6]j; Refractive index: 1.5+0i
o 0~ +%& Angle Initial: -90.0
sW~Z?PFP Angle Final: 90.0
Ge+&C RhyX Number of Steps: 721
B)F2SK<@ Distance: 100, 000*wavelength
u"K-mr#$[o Intensity
4]N`pD5 n% w36_ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
um @RaU 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
C7(kV{h$d 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
