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：
'B6D&xn'%& •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
B#sc!eLmU& •光栅布局
模拟和后处理分析
u3c e\ 布局layout
3}Uae#oy 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
u9k##a4.E
图1.二维光栅布局
U4^dDj *i)GoQoB 用VB脚本定义一个2D光栅布局
WS2TOAya) Neey myW 步骤：
d4A}BTs1 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
.>h|e_E 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 }7Pd\t G] Wafer Dimensions：
%qN8u Qx Length (mm): 8.5
9u"im+=: Width (mm): 3.0
X @r5^A[9 l
^$$d8 2D wafer properties:
H 6e ^" E Wafer refractive index: Air
85Ms*[g 3 点击 Profiles 与 Materials.
/kNr5s pE15[fJ` 在“Materials”中加入以下
材料：
`(Ei-$
>U& Name: N=1.5
W 6 ~<7 Refractive index (Re:): 1.5
a08B8 $mp7IZE| Name: N=3.14
ib uA~\ 5 Refractive index (Re:): 3.14
a JIj%Y$ b!_l(2 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
>8jDW "Ua Name: ChannelPro_n=3.14
~hP[[? 2D profile definition, Material: n=3.14
!)_5 z < ^3AJYu Name: ChannelPro_n=1.5
. r] n < 2D profile definition, Material: n=1.5
}1W o#b+ 0D 0 #*J 6．画出以下波导结构：
;?%2dv2d a. Linear waveguide 1
YQ e @C Label: linear1
iY.~N#Q Start Horizontal offset: 0.0
aLq=%fsV) Start vertical offset: -0.75
`4l>%S8y: End Horizontal offset: 8.5
/rJvw End vertical offset: -0.75
}{E//o:Ta Channel Thickness Tapering: Use Default
9-p d {Z~l Width: 1.5
QDxL y aL Depth: 0.0
p|Z"<
I7p( Profile: ChannelPro_n=1.5
r_
r+&4n H${Ym BG b. Linear waveguide 2
uyAhN Label: linear2
qY#*zx Start Horizontal offset: 0.5
;
Sh |6 Start vertical offset: 0.05
,gD30Pylz End Horizontal offset: 1.0
cF,u)+2b|6 End vertical offset: 0.05
[o|]>(tk Channel Thickness Tapering: Use Default
Ya\G/R Width: 0.1
LhV4 ^\+ Depth: 0.0
x-Xb4?{ Profile: ChannelPro_n=3.14
(;Lz `r' L{
.r8wSrI 7.加入水平平面波：
VwtGHF' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
o)1wF
X Input field Transverse: Rectangular
qWQJ> X Position: 0.5
|(y6O5Y. Direction: Negative Direction
{jlm]< :&Z Label: InputPlane1
T|9Yo=UK% 2D Transverse:
y]c x}9~ Center Position: 4.5
9DPf2`*$ Half width: 5.0
X(E f=:
Titlitng Angle: 45
F"B! r -J Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
mb\vHu*53 图2.波导结构（未设置周期）
q@Q|oB0W$) MV=.(Zs 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
t*Lo;]P 将Linear2代码段修改如下:
!.3
MtXr Dim Linear2
S2j7(T;~YB for m=1 to 8
X ,T^(p Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
uiHlaMf Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Z AZQFr'* Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Nnv&~ D> Linear2.SetAttr "Depth", "0"
:(I)+;M }P Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
F(SeD)ml Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Q9W*)gBv n Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7B7I'{d Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Jz3 q
Pr t(}&<<1Bz 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
E7*1QR{Q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
eaF5S'k 4$ Wy4v~]xd% 设置仿真参数
5<d
Y,FvX 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
mHw1n=B 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
.@=d I TE simulation
U0)(k }Q) Mesh Delta X: 0.015
?\^u},HnE| Mesh Delta Z: 0.015
5]'iSrp Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
y fP&Q<| 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
A$1pMG~as Number of Anisotropic PML layers: 15
Qj3UO]> 其它参数保持默认
zxwpS 运行仿真
)OjbmU!7 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
]G| @F
: • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_L# Tp • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
GI6 EZ}.MZ zRf]SZ(t O 远场分析
衍射波
5!y3= .j 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D (Xv shQ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
M~
* E! 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
sH+]lTSX6{ 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)
QuF%m^aE 图4.远场计算对话框
TXrC5AJx !p DS*{)E 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Y z%= Wavelength: 0.63
]YOQIzkL4} Refractive index: 1.5+0i
:_^9.` Angle Initial: -90.0
>1joCG~ Angle Final: 90.0
9rA3qj% Number of Steps: 721
FK
mFjqY Distance: 100, 000*wavelength
uP+
j_is Intensity
L i< c 39 k
P)cD 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#uey1I@"9 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
0imz }Z] 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
