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：
'Qg!ww 7O •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
^kC!a> & •光栅布局
模拟和后处理分析
teb(gUy}L6 布局layout
7jxx,#I: 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
o+8H:7,o' 图1.二维光栅布局
8JQ\eF$ma fUCjC *#1 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~s-gnp dPpJDY0 步骤：
A4rMJ+!5 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Y j bp: 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1_!?wMo:f Wafer Dimensions：
fD(r/~Vu Length (mm): 8.5
6`6 / 2C$% Width (mm): 3.0
ZDL1H3;R vm;%713#1 2D wafer properties:
04}8x[t Wafer refractive index: Air
?+yM3As9_V 3 点击 Profiles 与 Materials.
>l%8d'=Jl WcT= 5G 在“Materials”中加入以下
材料：
lw~
V Name: N=1.5
J2
)h":2 Refractive index (Re:): 1.5
S:i# |T." 4sO Rp^t'Q Name: N=3.14
*aS+XnT/ Refractive index (Re:): 3.14
;ow)N <Z $kN=45SR 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
1anh@T. Name: ChannelPro_n=3.14
9.xRDk 2D profile definition, Material: n=3.14
i a_@fQ .hG*mXw> Name: ChannelPro_n=1.5
?M|1'`!c8 2D profile definition, Material: n=1.5
EN [T3 Y Bt bU?t 6．画出以下波导结构：
AWMJ/ E*T a. Linear waveguide 1
'oY#a9~ Z{ Label: linear1
}@t" B9D Start Horizontal offset: 0.0
o9sPyY$aQ Start vertical offset: -0.75
{K"hl u[ End Horizontal offset: 8.5
=+mb@#="m End vertical offset: -0.75
>EFWevT{ Channel Thickness Tapering: Use Default
ZB)R4 Width: 1.5
eC%Skw Depth: 0.0
Q~0>GOq* Profile: ChannelPro_n=1.5
T\$i=,_$ A-uIZ
zC b. Linear waveguide 2
H
I_uR$m Label: linear2
ZQf PDH= Start Horizontal offset: 0.5
e Bxm Start vertical offset: 0.05
l "}_+5 End Horizontal offset: 1.0
T_D] rMl End vertical offset: 0.05
_ {wP:dI " Channel Thickness Tapering: Use Default
#z%D d{E Width: 0.1
N%Ta. `r Depth: 0.0
>l AtfN=' Profile: ChannelPro_n=3.14
6(-s@{ 4c(Em+ 4 7.加入水平平面波：
A&Aj!# Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
P33xt~ Input field Transverse: Rectangular
P[G>uA>Z1 X Position: 0.5
6*>Lud Direction: Negative Direction
7XyCl&Dc: Label: InputPlane1
x,U_x 2D Transverse:
%EVgS F!r Center Position: 4.5
^s 7!F.O C Half width: 5.0
mrnPZf i Titlitng Angle: 45
=Hs E:@ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
54z.@BJhE 图2.波导结构（未设置周期）
b= /'c Q U7 D!w$4 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
0&]1s 将Linear2代码段修改如下:
Ws `ndR Dim Linear2
=iKl<CqI$E for m=1 to 8
r*l3Hrho~K Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^O+ (eA7E Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
JL1A3G Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
?hkOL$v<9} Linear2.SetAttr "Depth", "0"
]'(D*4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
\|{/.R Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
NvJ5[W Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
\z0HH Cn'" Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Wj(#!\ 7F qJdlZW< 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
`2@.%s1o= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
I 6f/+;E 9/ (jY$Ar 设置仿真参数
^
U mYW 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
LO{Axf% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
4_=2|2Wz[ TE simulation
s< FBr, Mesh Delta X: 0.015
[MFnS",7c Mesh Delta Z: 0.015
,.W7Z ~z Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
I 8
:e `L 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
^HJ?k:u Number of Anisotropic PML layers: 15
=zyA~}M2 其它参数保持默认
nl Nk 运行仿真
.N
qXdari • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
vNv!fkl
• 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
)|lxz lk • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
z6Ob X a ^p#M 远场分析
衍射波
?qaWt/m 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
aaFT 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
h0rPMd(K 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
c lB K 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)
6UeY Z g 图4.远场计算对话框
f
5v&4 9aJIq{ `E 5. 在远场对话框，设置以下参数：
D=#RQ- Wavelength: 0.63
ai/|qYf Refractive index: 1.5+0i
!, m Angle Initial: -90.0
A#=TR_@: Angle Final: 90.0
3x0t[{l Number of Steps: 721
@vt.Db Distance: 100, 000*wavelength
-BSdrP| Intensity
K p`{-dUf H& )}Z6C" 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
2jF uF71 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
?q:|vt 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
