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：
N0be=IO5# •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!B==cNq •光栅布局
模拟和后处理分析
%0]vW;Q5 布局layout
(wmMHo| 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
;!<WL@C~ 图1.二维光栅布局
=RR225 S ~1>q+<Q 用VB脚本定义一个2D光栅布局
K
7)1wiEj Vp
$ ] 步骤：
Si<9O h 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
nZ>bOP+, 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 t<O5_}R%d Wafer Dimensions：
9I>+Q& Length (mm): 8.5
/^~3Ib8Fw+ Width (mm): 3.0
~Mv@Bl |]a =He; 2D wafer properties:
q# W|*kL3 Wafer refractive index: Air
L&1VPli 3 点击 Profiles 与 Materials.
QDlEby m ! g /&ws& 在“Materials”中加入以下
材料：
EG5'kYw2 Name: N=1.5
iw6qNV:\Z Refractive index (Re:): 1.5
}$W4aG*[ xq:.|{HUk Name: N=3.14
DpIv <m] Refractive index (Re:): 3.14
\F%5T RoC **rA/*Oc 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
U^4
/rbQ Name: ChannelPro_n=3.14
^o+}3= 2D profile definition, Material: n=3.14
^(I4Do~} lkf(t&vL2 Name: ChannelPro_n=1.5
aG7QLCL 2D profile definition, Material: n=1.5
~U&,hFSPY UhCE.#
U 6．画出以下波导结构：
RQI? \?o a. Linear waveguide 1
H{ '<v|I Label: linear1
R}F0_. Start Horizontal offset: 0.0
` bd Start vertical offset: -0.75
$ WA Fr End Horizontal offset: 8.5
.$+]N[-=
End vertical offset: -0.75
PF@+~FI Channel Thickness Tapering: Use Default
u-Pa:wm0- Width: 1.5
>{i/ LC^S Depth: 0.0
b:.aZ7+4 Profile: ChannelPro_n=1.5
A87JPX#R? n(.y_NEgV! b. Linear waveguide 2
9I8{2] Label: linear2
; >3q@9\D Start Horizontal offset: 0.5
W
B)<B Start vertical offset: 0.05
M:|Z 3 p K End Horizontal offset: 1.0
_aVrQ @9 End vertical offset: 0.05
I|lz;i} $ Channel Thickness Tapering: Use Default
*)k}@tY Width: 0.1
][- N< Depth: 0.0
i"%X[ (U7 Profile: ChannelPro_n=3.14
Tl=cn iy] e L l+F%@ 7.加入水平平面波：
`e]L.P_e? Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
O(;K ]8 Input field Transverse: Rectangular
Y - 6
?x X Position: 0.5
D.o|pTZ Direction: Negative Direction
Vh^fb v`? Label: InputPlane1
kM5N #|! 2D Transverse:
2?ac\c6" Center Position: 4.5
Z<ozANbk Half width: 5.0
9;s: Bo Titlitng Angle: 45
5Jq~EB{" Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
%pgie"k 图2.波导结构（未设置周期）
V| b9zHh D8N}*4S 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。
8;;!2>N 将Linear2代码段修改如下:
1a 3rA Dim Linear2
?ix--?jl for m=1 to 8
Qj~m;F! Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
7P O3{ I Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
cVJ"^wgBt Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
') t
:!#
Linear2.SetAttr "Depth", "0"
emOd<C1A Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Yu-e |: Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
![3#([>4> Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
]&\HAmOQS Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
8
$0 D-z M it,X 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
-_Pd d[M 图3.光栅布局通过VB脚本生成
b'Qia'a% B
PTQm4TN 设置仿真参数
C%d\DuJ5'~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[ hA%VF.9 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
s42M[BW] TE simulation
duB{ 1 Mesh Delta X: 0.015
^]w!ow41 Mesh Delta Z: 0.015
J]/TxUE Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ES!$JWK| 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
c^vP d]Ed Number of Anisotropic PML layers: 15
x@I *(I 其它参数保持默认
D"0:n. 运行仿真
% eW zr • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
$E3- </ f • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
D-e0 q)RSU • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
=LV7K8FSd =; Gw=m( 远场分析
衍射波
,d n9 tY3 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
n4Nb,)M 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
n/#zx:d? 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
t!R R5! 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)
0 3fCn" 图4.远场计算对话框
bVmHUcR0 @5N^^B 5. 在远场对话框，设置以下参数：
z(2pl} Wavelength: 0.63
dfY (5Wc+f Refractive index: 1.5+0i
_@9[c9bO Angle Initial: -90.0
&v|Uy}h&%1 Angle Final: 90.0
> Jh*S`e Number of Steps: 721
i2KN^"v?N Distance: 100, 000*wavelength
X.hU23w Intensity
I Wcgh`8 l+!!S"=8)~ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
.z Q:u{FT 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
IvGQ7
VLr 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
