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：
@KXz4PU •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
V '.eesN •光栅布局
模拟和后处理分析
@8Q+=abz 布局layout
*OGXu07 ! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Z_^Kl76D 图1.二维光栅布局
|S>J<]H
p d4 /`:?w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
}ygb gyLa zfr (dQ 步骤：
_Okn P2E 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
j$mt*z L 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 %:be{Y6 Wafer Dimensions：
Kz3h]/A . Length (mm): 8.5
S] K6 q Y Width (mm): 3.0
;qVEI/ vVAZSR# 2D wafer properties:
|q!2i Wafer refractive index: Air
M#lVPXS 3 点击 Profiles 与 Materials.
9i2vWSga a9@l8{)RX 在“Materials”中加入以下
材料：
$ Op/5j Name: N=1.5
<rwOI.W
l$ Refractive index (Re:): 1.5
Vg [ 5bJ5 LnRi+n[@7 Name: N=3.14
Bn#HJ17/# Refractive index (Re:): 3.14
MBYD,v& E~ U p\f 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
d$?n6|4 Name: ChannelPro_n=3.14
pqQdr-aR= 2D profile definition, Material: n=3.14
#Mem2cz Kt* za Name: ChannelPro_n=1.5
4Utx
9^ 2D profile definition, Material: n=1.5
7dg
5HH ^ %*{:0' 6．画出以下波导结构：
&A5[C{x a. Linear waveguide 1
h&) vdCCk Label: linear1
0 &rH 9 Start Horizontal offset: 0.0
: .w 'gU_ Start vertical offset: -0.75
% C E@} End Horizontal offset: 8.5
f $@". End vertical offset: -0.75
85@6uBh Channel Thickness Tapering: Use Default
E?q'|f Width: 1.5
X" khuyT_ Depth: 0.0
_8b >r1$ Profile: ChannelPro_n=1.5
_]r)6RT +!V%Q b. Linear waveguide 2
]MA)=' ~ Label: linear2
TcKKI Start Horizontal offset: 0.5
J0W XH/: Start vertical offset: 0.05
?L#SnnE End Horizontal offset: 1.0
~z1KD)^ End vertical offset: 0.05
fi4/@tV?$L Channel Thickness Tapering: Use Default
q}A3"$-F Width: 0.1
}?q nwx. Depth: 0.0
}9Dv\"t5 Profile: ChannelPro_n=3.14
.
;@) 5" +U/ "F|M 7.加入水平平面波：
zUgkY`]:BJ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
l'{goy f Input field Transverse: Rectangular
p*&LEjaVM4 X Position: 0.5
3{L vKe Direction: Negative Direction
]jY)M<:J4 Label: InputPlane1
eWk2YP! 2D Transverse:
B l/e>@M Center Position: 4.5
oD}FJ vV Half width: 5.0
6=lQT
9u{ Titlitng Angle: 45
j eBj Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
BMj &*p 8R 图2.波导结构（未设置周期）
BHE =Zo Z!i'Tbfn 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。
?'#;Y"RT 将Linear2代码段修改如下:
J&Qy $itqg Dim Linear2
BH*]OXW\ for m=1 to 8
3@ukkO) Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
;Wh[q*A Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
:8L61d2( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
S_ -mmzC( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
+~{nU' Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
k 5r*?Os Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
j W$f(qAbm Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Oc+L^}elJ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O
xaua N) y;owgo 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。
44{:UhJkx 图3.光栅布局通过VB脚本生成
yWk:u 5 1;[
<||K 设置仿真参数
`/Jr8J_ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
>Ez}r(QQ^ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
128 rl y TE simulation
A"ph!* i{ Mesh Delta X: 0.015
J; Xz'0 Mesh Delta Z: 0.015
I%*Z j,> Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
kV%y%l(6 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
a#Gq J?nY Number of Anisotropic PML layers: 15
4qR Q,g{$T 其它参数保持默认
&|FG#.2yw 运行仿真
`CouP -g. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Y k6WSurw • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
h4xdE 0 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
#{`NJ2DU] u}0t`w: 远场分析
衍射波
s_?* R 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
xx#Ef@bS 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
V"p*Jd"w 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
'~ =xP 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
H t$%)j9 图4.远场计算对话框
. k DCcnm
ArKrsI#H- 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n{* [Y
Wavelength: 0.63
r 24]2A Refractive index: 1.5+0i
oYm"NDS_. Angle Initial: -90.0
C>-"*Lt Angle Final: 90.0
Ps,w(k{d Number of Steps: 721
fkG"72 95A Distance: 100, 000*wavelength
.qP
zd(<T7 Intensity
1fG@r%4 aa3Y tNpP 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3p#^#1/_ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
:P'5_YSi 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
