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：
y_>l'{w3^ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
k$kOp *X •光栅布局
模拟和后处理分析
^ZxT0oaL 布局layout
qT<OiIMj^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
78=a^gRB 图1.二维光栅布局
4jOq.j
b6`_;Z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
gQ < >S "Je*70LG# 步骤：
;qA(!`h+ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
- x~4@~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 e ucacXiZ Wafer Dimensions：
eHQS\n Length (mm): 8.5
k10g %K4g Width (mm): 3.0
88@" +2 d@$ ]/=% 2D wafer properties:
>@g+%K] Wafer refractive index: Air
B<p-qPR K 3 点击 Profiles 与 Materials.
,P%a0\ n=z=%T6 在“Materials”中加入以下
材料：
}{R?i,j( Name: N=1.5
rZij[6]Y^ Refractive index (Re:): 1.5
o* fNY %nRz~3X|+v Name: N=3.14
gB3 Tz(! Refractive index (Re:): 3.14
BF="gZoU< w$a iVOjgT 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
H% peE9>$ Name: ChannelPro_n=3.14
C[-M
~yIL 2D profile definition, Material: n=3.14
m]7oTmS c %jW' Name: ChannelPro_n=1.5
sp-){k 2D profile definition, Material: n=1.5
T 5AoBUw =tKb7:KU 6．画出以下波导结构：
G~VukW<e a. Linear waveguide 1
JO3x#1~;_ Label: linear1
Z\\'0yuY( Start Horizontal offset: 0.0
!_No\ O Start vertical offset: -0.75
"f
Ni3 <x] End Horizontal offset: 8.5
@@ 1Sxv_ End vertical offset: -0.75
1ti9FQ Channel Thickness Tapering: Use Default
Knjg`f Width: 1.5
!,(6uO% Depth: 0.0
-p-<mC@<&S Profile: ChannelPro_n=1.5
"PK`Ca@`v [X \<C '< b. Linear waveguide 2
URo#0fV 4C Label: linear2
: L6, =# Start Horizontal offset: 0.5
gG, "wzj Start vertical offset: 0.05
Iy V%tOy End Horizontal offset: 1.0
DNyU]+\L[l End vertical offset: 0.05
8fH. E Channel Thickness Tapering: Use Default
+ kj
d;u# Width: 0.1
G@N-+ Depth: 0.0
mu>L9Z~(L_ Profile: ChannelPro_n=3.14
!&f>,?wlP O-N@HZC 7.加入水平平面波：
Z8vR/ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
t0"2S i Input field Transverse: Rectangular
h{Zd, 9H X Position: 0.5
m%p ;>:"R Direction: Negative Direction
FQgc\-8tm Label: InputPlane1
jgyXb5GY 2D Transverse:
!</ Snsi Center Position: 4.5
?O| CY Half width: 5.0
EQvZ(-_;4 Titlitng Angle: 45
t*Xo@KA Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
8wX|hK!Gz 图2.波导结构（未设置周期）
fJdTVs@ |/M^q{h&7s 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。
5i eF8F% 将Linear2代码段修改如下:
,Q ZNH?Cp/ Dim Linear2
AB0>|. for m=1 to 8
fhp+Ep!0Y Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
1oS U>I_i Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
px~ :' U Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
#$ ?!P1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
dJf#j?\[ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
TEEt]R-y Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
xfFsW^w Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
so]p1@K Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
h)o5j-M>4 9u^ yEqG` 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。
_C&XwC Im 图3.光栅布局通过VB脚本生成
7FYq6wi &~MM\,KML 设置仿真参数
()`cW>[ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-n#fj;.2_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
KM&bu='L^ TE simulation
hVLV M qd Mesh Delta X: 0.015
G>?'b Mesh Delta Z: 0.015
G{!adBna Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|3K]>Li o 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
& XF@Dvv Number of Anisotropic PML layers: 15
])vWvNx 其它参数保持默认
T {B\1|2w 运行仿真
Y3M"a8 e' • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
e{k)]]J • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@Z[XV"w| • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
7c>{og6 .cCB,re 远场分析
衍射波
!`S61~gE 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
[qHtN. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
CWx_9b zk 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
0J5IO|1 M 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)
*m.4)2u= 图4.远场计算对话框
zLS=>iLD{ 'ngx\Lr 5. 在远场对话框，设置以下参数：
$-l\&V++F Wavelength: 0.63
y|h:{< Refractive index: 1.5+0i
>@+ r| Angle Initial: -90.0
*If ]f0?% Angle Final: 90.0
/`H{ n$ Number of Steps: 721
ki<4G Distance: 100, 000*wavelength
Z0!yTM/C Intensity
VcpN
PU6 %5-
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
je`w$ ^w 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
F0 ^kUyF| 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
