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：
#]zhZW4 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
xw Ly|& •光栅布局
模拟和后处理分析
JK^[{1
J I 布局layout
Ar`\ N1a 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#:
hVF/ 图1.二维光栅布局
U"x~Jb3]O on5 0+)uN 用VB脚本定义一个2D光栅布局
BTs0o&}e 9.-47|-9C 步骤：
x u,htx 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
1f;or_f#k? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 F@<MT<TRf Wafer Dimensions：
;Ih Pvff Length (mm): 8.5
3ZN>9` Width (mm): 3.0
u\5g3BH + (=I8s/ 2D wafer properties:
=c]a
{|W? Wafer refractive index: Air
'z ](xG< 3 点击 Profiles 与 Materials.
1 PIzV:L\ 7vNtv9 在“Materials”中加入以下
材料：
?Ccw4]YO,= Name: N=1.5
T9y 768% Refractive index (Re:): 1.5
; +9(; 2fP~;\AP Name: N=3.14
#S *pD?VZ Refractive index (Re:): 3.14
^Y<M~K972 Y eO-gY [b 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
>]?Jr s Name: ChannelPro_n=3.14
<i7agEdZD 2D profile definition, Material: n=3.14
bqNLkw# ] umZJZ#Y Name: ChannelPro_n=1.5
fp-m.d:| 2D profile definition, Material: n=1.5
2$)mC9 -$m@*L 6．画出以下波导结构：
%09*l%,; a. Linear waveguide 1
tx)OJY Label: linear1
w5 Z2N[hy Start Horizontal offset: 0.0
8 >d q =0: Start vertical offset: -0.75
z.j4tc9F/5 End Horizontal offset: 8.5
p_gA/. v= End vertical offset: -0.75
~zj"OG"zOw Channel Thickness Tapering: Use Default
a+'}XEhSC: Width: 1.5
6d};|#} Depth: 0.0
w Oj88J) Profile: ChannelPro_n=1.5
V0S6M^\DK QA! #s\ b. Linear waveguide 2
^f 6
{ 0 Label: linear2
lT3|D?sF Start Horizontal offset: 0.5
)Oo2<:" Start vertical offset: 0.05
9PCa*, End Horizontal offset: 1.0
p4y6R4kyT End vertical offset: 0.05
HoV{U zm Channel Thickness Tapering: Use Default
PJ0Jjoh"Y Width: 0.1
IuD T=A Depth: 0.0
[JZ h*A Profile: ChannelPro_n=3.14
mDlCt_h IY 0 3" 7.加入水平平面波：
F/xCG n P- Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
)kF2HF Input field Transverse: Rectangular
eL_^: - X Position: 0.5
MN\i-vAL8 Direction: Negative Direction
,,Jjr[A_j Label: InputPlane1
) ph30B 2D Transverse:
f~U# z7 Center Position: 4.5
q _19&;& Half width: 5.0
` %l&zwj> Titlitng Angle: 45
A3<^ U Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
{ dZ! I 图2.波导结构（未设置周期）
\+G.]|" Y JR!Q,7S2!N 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。
R/ Tj^lM 将Linear2代码段修改如下:
:| zp8 | Dim Linear2
m'3OGvd for m=1 to 8
|1lf(\T_ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
[6G=yp Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/G{&[X<4U Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
219R&[cb Linear2.SetAttr "Depth", "0"
h)7v1,;w' Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
cl@kRX<7' Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
F9F" F Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/i> ?i@O- Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"OVi /:*B PIgGXNo 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。
"k/; `eAP 图3.光栅布局通过VB脚本生成
GA(OK-WUd ,n^TN{# 设置仿真参数
1bT' u5& 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[y_yPOv 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
23)F-.C}j TE simulation
l&\t f`~ Mesh Delta X: 0.015
!?S5IGLOj Mesh Delta Z: 0.015
e',hC0&S Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
%uh R'8" 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
A>4l/ Number of Anisotropic PML layers: 15
>F,$;y52 其它参数保持默认
+[>y O _} 运行仿真
UIO6|*ka • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
0T7M_G'5Q • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
jM6uT'Io • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
!&'# a FrgW7`s[A 远场分析
衍射波
JqL<$mSep 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
q2[+-B)m 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
5JO[+> 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
A"Tc^Ij 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)
3s3a> 图4.远场计算对话框
~l;yr
@ We[<B J o4 5. 在远场对话框，设置以下参数：
kqjxJ 5 Wavelength: 0.63
cZPbD;e: Refractive index: 1.5+0i
l
:f9Ih Angle Initial: -90.0
s 4MN VT Angle Final: 90.0
ju8',ZC Number of Steps: 721
sZ0g99eX Distance: 100, 000*wavelength
/&~nM Intensity
B) ( p9]q j:3A;r\ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
R
tXF 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
~,(0h:8 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
