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：
qie7iE`o •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
joDnjz= •光栅布局
模拟和后处理分析
"5e~19 布局layout
?HVsIAU 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}5bh,' 图1.二维光栅布局
: N ^1T6v S5d:?^PGg 用VB脚本定义一个2D光栅布局
y|q4d(P. :SG9ygq' 步骤：
l.1)%q&@^ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
dv-yZRU: 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Jl&bWp^3 Wafer Dimensions：
: w(J=0Lt Length (mm): 8.5
O YC4iI Width (mm): 3.0
tC\x9&: PC/fb-J 2D wafer properties:
Y32F { z Wafer refractive index: Air
r w FR5 3 点击 Profiles 与 Materials.
8, YF>O& i9k7rEW^ 在“Materials”中加入以下
材料：
z c]F Name: N=1.5
V P\HPSp Refractive index (Re:): 1.5
KM 4w{ #NNj# Name: N=3.14
(}O)pqZ> Refractive index (Re:): 3.14
hSaS2RLF |K'{R'A 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
UA{sUj+? Name: ChannelPro_n=3.14
- t4 "BD 2D profile definition, Material: n=3.14
rf Yu8- 7GfgW02 Name: ChannelPro_n=1.5
,oIZ5u{# , 2D profile definition, Material: n=1.5
%H>vMR-,~ EVNTn`J_ 6．画出以下波导结构：
NmST1pMk a. Linear waveguide 1
9 f-T> } Label: linear1
< .$<d Start Horizontal offset: 0.0
R%aH{UhE` Start vertical offset: -0.75
W )^: *z End Horizontal offset: 8.5
p]`pUw{ End vertical offset: -0.75
a%tm[ Re Channel Thickness Tapering: Use Default
<Nv w
w Width: 1.5
WRh &4[G' Depth: 0.0
Jl Q%+$ Profile: ChannelPro_n=1.5
E{T\51V]% A/{pG#if]3 b. Linear waveguide 2
uByF*}d1 Label: linear2
#i ?@S$ Start Horizontal offset: 0.5
9/ }i 6j8Z Start vertical offset: 0.05
'nP'MA9b;a End Horizontal offset: 1.0
7zr\AgV9 End vertical offset: 0.05
Qa t%<;P2 Channel Thickness Tapering: Use Default
)g:UH
Ns Width: 0.1
78+H|bH8 Depth: 0.0
Mn>dI@/gM Profile: ChannelPro_n=3.14
T_Z@uZom. eN/s W!:P| 7.加入水平平面波：
c/;t.+g Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
L)8 +/+ Input field Transverse: Rectangular
E=~H,~ X Position: 0.5
s%GiM Direction: Negative Direction
><LIOFqsS Label: InputPlane1
.~v~~VL1NS 2D Transverse:
+Jt"JJ>% k Center Position: 4.5
lx$Y-Tb^F Half width: 5.0
/T#<g: Titlitng Angle: 45
;T#t)oV Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
hNDhee`%6 图2.波导结构（未设置周期）
t
vk^L3=< ejgg .G ^ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
F1 M@$S , 将Linear2代码段修改如下:
&@dMk4BH< Dim Linear2
a:zx&DwM for m=1 to 8
`Z|s p Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
@KOa5-u Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
~lDLdUs Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
yp@mxI@1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
O b8[P= Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
V. y+u7<3} Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
M|n)LyL Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
U&u7d$AN P Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Ub3,x~V q{U -kuui 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。
dC( 6s=4 图3.光栅布局通过VB脚本生成
/@3+zpaw X 7[D0n7B@ 设置仿真参数
tH_# q"@) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Efp=z=E 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
_'I9rGlx3 TE simulation
_
<>+Dk& Mesh Delta X: 0.015
UBqK$2
# Mesh Delta Z: 0.015
T^ sxR4F Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
%i.|bIhmm 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
:[ITjkhde0 Number of Anisotropic PML layers: 15
an5Ss@<4AA 其它参数保持默认
H hqqJEp0 运行仿真
7PQedZ<\ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
e. [+xOu` • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
3\4Cg() • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
E32z(: 7M +Og O<P 远场分析
衍射波
+uT=Wb \ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
F)gL= 6h 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
(XW#,=rYk 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
qh2.N}lW 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
SQ.4IWT(hR 图4.远场计算对话框
?0?' jV <LmVcZY 5. 在远场对话框，设置以下参数：
61m QJHl. Wavelength: 0.63
w}YHCh Refractive index: 1.5+0i
x _2]G' Angle Initial: -90.0
wZC 'BLD Angle Final: 90.0
s]I],>}RU Number of Steps: 721
PN'8"8`{ Distance: 100, 000*wavelength
} 2\"(_ Intensity
<5X@r#Lz `2@-'/$\I| 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
mD=?C 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
C$tSsw?A 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
