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：
wY6m^g$h3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
pDV8B/{ •光栅布局
模拟和后处理分析
{f:%+h 布局layout
;"Q.c#pA$g 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
pa8R;A70Dl 图1.二维光栅布局
RJk4 2;] !)$e+o^W 用VB脚本定义一个2D光栅布局
!b 4v}70, "9bd;Tt: 步骤：
FH7h ?!|t 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
[h[@? 8vB 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 GLtd6; V Wafer Dimensions：
{7Q)2N C Length (mm): 8.5
{ k8R6l1 Width (mm): 3.0
% "CF-K@th ^9fY %98 2D wafer properties:
!
n13B Wafer refractive index: Air
f1,VbuS9I 3 点击 Profiles 与 Materials.
U~1 )a(Yu; 5e}adHjM 在“Materials”中加入以下
材料：
9mRP%c#( Name: N=1.5
~
NZC0& Refractive index (Re:): 1.5
&.1qixXIr [2 \jQv\Y Name: N=3.14
)wyC8` &- Refractive index (Re:): 3.14
^ZPynduR A} v;uNS] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_ 2
o ZhJ Name: ChannelPro_n=3.14
:Fh#"<A&& 2D profile definition, Material: n=3.14
{j[ a'Gb ;fe~PPT Name: ChannelPro_n=1.5
k$3Iv"gbx 2D profile definition, Material: n=1.5
T7R,6 qt '|J~2rbyr 6．画出以下波导结构：
/ ?H q a. Linear waveguide 1
pPsT,i? Label: linear1
r&3EM[*Iw Start Horizontal offset: 0.0
buKSZ Start vertical offset: -0.75
_?v&\j End Horizontal offset: 8.5
W :8pmI End vertical offset: -0.75
s( (c @)M Channel Thickness Tapering: Use Default
z9Nial`p Width: 1.5
PvB {@82 Depth: 0.0
-BcnJ K0 Profile: ChannelPro_n=1.5
!U=o<)I e?_uJh" b. Linear waveguide 2
sT'j36Nc<, Label: linear2
pS+hE4D Start Horizontal offset: 0.5
+$$5Cv5#<& Start vertical offset: 0.05
+vt?3i\^. End Horizontal offset: 1.0
D6,Ol4 d End vertical offset: 0.05
^C' {# p " Channel Thickness Tapering: Use Default
)~-r&Q5d Width: 0.1
8_/, `}9
Depth: 0.0
{uN-bl?o Profile: ChannelPro_n=3.14
[\-)c[/ =$Sv KzN 7.加入水平平面波：
P&IS$FC.\ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
P,@/ap7J Input field Transverse: Rectangular
yT|44
D2j X Position: 0.5
S S fNI> Direction: Negative Direction
?7uK : '8 Label: InputPlane1
4Z.Dz@.c( 2D Transverse:
|[!7^tU* Center Position: 4.5
M U:q`DRr Half width: 5.0
wvRwb Titlitng Angle: 45
5a&BgBO1M Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
MY'T%_i d 图2.波导结构（未设置周期）
K-[;w$np0 d kg|
kw' 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。
@% jY 将Linear2代码段修改如下:
B` )TRt+'. Dim Linear2
B#r"|x# [ for m=1 to 8
XtqhK" f% Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
+GncQs
y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
_+,>NJ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Qs ys y Linear2.SetAttr "Depth", "0"
L7[f-cK2: Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
57KrDxE} Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
NMS+' GRW Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
$[ oRbH8g Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
.bU j 4~Y?*|G]m 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
8jY<S+[o 图3.光栅布局通过VB脚本生成
_nM 7SK =IKgi-l* 设置仿真参数
/>wE[` 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
(8~D ^N6Z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
zkquXzlgB TE simulation
Yv.7-DHNl Mesh Delta X: 0.015
g7{:F\S Mesh Delta Z: 0.015
C3'?E<F Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Tp|>(~;ai 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
H@b4(6
Number of Anisotropic PML layers: 15
j2%fAs< 其它参数保持默认
^B1$|C
D, 运行仿真
`O5427Im • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
c
dWg_WBC • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
KciN"g|X • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
djqw5kO:R !f]kTs]j~ 远场分析
衍射波
%|j8#09 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
KcUR
/o5K 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
%=$Knc_!T^ 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
[N#4H3GM8 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)
;2$0j1> 图4.远场计算对话框
ra2{8 x IJVzF1vC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
B*t1Y<>x Wavelength: 0.63
P&Uj?et" Refractive index: 1.5+0i
"dT" 6, Angle Initial: -90.0
V(8,94vm Angle Final: 90.0
=sAU5Ag68 Number of Steps: 721
z{ & z Distance: 100, 000*wavelength
0
vYG#S Intensity
|3^U\r^zo 9s*QHCB0 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
fz A Fn$[ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
mZM,"Wq, 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
