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：
S2s-TpjB< •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
QNtr = •光栅布局
模拟和后处理分析
UQdQtj1' 布局layout
s,29_z7 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
QJE- $ : 图1.二维光栅布局
7lj-Z~1 GB+d0 S4 用VB脚本定义一个2D光栅布局
6b8K lrar! i-=ff 步骤：
LK%B6-;~- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
{pg@J A 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [:=[QlvV Wafer Dimensions：
g`6wj|@ =W Length (mm): 8.5
7w$R-Y/E Width (mm): 3.0
[; 2:lbPx ;VH]TKkk 2D wafer properties:
"PHv~_:^R Wafer refractive index: Air
Zll ^tF# 3 点击 Profiles 与 Materials.
9M=K@ a ri;M7rg`.{ 在“Materials”中加入以下
材料：
*u>\&`h= Name: N=1.5
H44&u](8{ Refractive index (Re:): 1.5
M0e|G.S&_ w Ebs E<</ Name: N=3.14
[-gKkOT8E Refractive index (Re:): 3.14
*;d)'7 < DnFl *T> 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_Xv/S_yW Name: ChannelPro_n=3.14
zLqp@\sT 2D profile definition, Material: n=3.14
79x9<,a) 'nS 3o. } Name: ChannelPro_n=1.5
R qz ()M 2D profile definition, Material: n=1.5
FlG^'UD I}v#r8'! 6．画出以下波导结构：
&NQR*Tn a. Linear waveguide 1
R "o,m Label: linear1
g DG m32 Start Horizontal offset: 0.0
L #
1vf Start vertical offset: -0.75
@/(7kh + End Horizontal offset: 8.5
jq)| 7_N
End vertical offset: -0.75
EXcj F Channel Thickness Tapering: Use Default
LD~'^+W Width: 1.5
F.5b| &@ Depth: 0.0
Hu7zmh5FF Profile: ChannelPro_n=1.5
4Z<l>! @<=#i b. Linear waveguide 2
t QaCNS$= Label: linear2
{:X];A$ Start Horizontal offset: 0.5
9y*! W Start vertical offset: 0.05
JJ0
CM:xe End Horizontal offset: 1.0
F\rSYjMyk End vertical offset: 0.05
$)]FCuv Channel Thickness Tapering: Use Default
j/pQ SlV Width: 0.1
walRqlo@ Depth: 0.0
R<- C>D Profile: ChannelPro_n=3.14
C+?s~ JL da'E"HN@G~ 7.加入水平平面波：
==Mi1Q#5C Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-*fYR#VQQB Input field Transverse: Rectangular
|I5?5 J\ X Position: 0.5
%,cFX[D/) Direction: Negative Direction
Pq>[q?>? Label: InputPlane1
+%\j$ Pv 2D Transverse:
pQ:P wyU Center Position: 4.5
(zDk68=v Half width: 5.0
e=UVsYNx Titlitng Angle: 45
*b{lL5 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
]U1,NhZu 图2.波导结构（未设置周期）
;6txTcn`= o[[r_v_d 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。
Q9xx/tUW 将Linear2代码段修改如下:
~o'#AP#N~ Dim Linear2
_xg VuJ for m=1 to 8
lO:{ tV Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
*F*jA$aY Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
WriN]/yD Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ls7A5 < Linear2.SetAttr "Depth", "0"
tZ
j,A%<
Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
51 +M_ ~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Z;~[@7` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
u\6]^T6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
'(X[
w=WXy |z]2KjF&w- 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。
q[OTaSQ~u^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
G+ X [R^RD ?g;ZbD 设置仿真参数
_+ 04M )q0 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
jJ"EGFa8 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
k-pEBh OH TE simulation
+a w>p_\ Mesh Delta X: 0.015
53t- 'K0l Mesh Delta Z: 0.015
YATdGLTeq Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
!HjNx%o5< 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
DGZY~(] Number of Anisotropic PML layers: 15
%^5 @z1d, 其它参数保持默认
<j
9Mt=8M 运行仿真
c\ MsVH2 | • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
=8~R $z% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
hJ[mf1je= • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
rt^45~ 1!(%<R 远场分析
衍射波
ZutB_uW 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
/uE^H%9h 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
^[,s_34 V 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
4iv]N 4 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
|^PLZ> 图4.远场计算对话框
_0W;)v jfY{z=*]u 5. 在远场对话框，设置以下参数：
k<Tez{< Wavelength: 0.63
J/x@$' Refractive index: 1.5+0i
HD:%Yv Angle Initial: -90.0
3K#mF7)a Angle Final: 90.0
zzfn0g Number of Steps: 721
%]<RRH.w Distance: 100, 000*wavelength
_+*/~E Intensity
Sc'c$/ U$A7 EFK' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!/nx=vg p 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
mUt,Z^ l` 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
