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：
vHz]-Q-|9 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
@^';[P! •光栅布局
模拟和后处理分析
F]SA1ry 布局layout
O7 A W9*< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
\%! ~pfM I 图1.二维光栅布局
p#V h[UTl^ *Tt*\ O 用VB脚本定义一个2D光栅布局
i@C$O.m( <
<vE . 步骤：
VYZkHjj)2i 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
1L=6Z2*fB4 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 02~+$R]L Wafer Dimensions：
:uD* Q/ Length (mm): 8.5
0`
{6~p Width (mm): 3.0
@ !:~gQ 7.o:(P1??g 2D wafer properties:
V~uH)IMkh7 Wafer refractive index: Air
domaD" C 3 点击 Profiles 与 Materials.
PmGW\E[ni .kO; 9z\B 在“Materials”中加入以下
材料：
>7VO ytc Name: N=1.5
c_fx,;
; Refractive index (Re:): 1.5
1px8af] ZO2$Aan Name: N=3.14
`KgWaf- Refractive index (Re:): 3.14
L.uX x)SW1U3TVx 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9aR-kcvJIJ Name: ChannelPro_n=3.14
Qv%"iSe~J 2D profile definition, Material: n=3.14
7X$[E*kd ?_L)|:WL Name: ChannelPro_n=1.5
5;5D EMe 2D profile definition, Material: n=1.5
}T? 0/N3y& V^P]QQ\
) 6．画出以下波导结构：
GN4'LU a. Linear waveguide 1
c7[<X<yk Label: linear1
R7o3X,-iwn Start Horizontal offset: 0.0
:3s5{s Start vertical offset: -0.75
gJ _{V;R End Horizontal offset: 8.5
mZ^z%+Ca| End vertical offset: -0.75
+ou
]| Channel Thickness Tapering: Use Default
w(QU '4~ Width: 1.5
v>FsP$p4yE Depth: 0.0
TX96
^EoH Profile: ChannelPro_n=1.5
UJXRL
+mQMzZZTZ b. Linear waveguide 2
fWx
%?J Label: linear2
@O/Jy2>3H Start Horizontal offset: 0.5
$r`^8/Mq3 Start vertical offset: 0.05
i+$G=Z#3E End Horizontal offset: 1.0
k CXQHX End vertical offset: 0.05
)Jx +R ;Z Channel Thickness Tapering: Use Default
OS k+l Width: 0.1
QkXnXu Depth: 0.0
H uPw?8w= Profile: ChannelPro_n=3.14
j~(s3pSCo .5ap9li] 7.加入水平平面波：
*{qW7x.6h Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
YRXXutm Input field Transverse: Rectangular
uT'}_2=: X Position: 0.5
g-0?8q5T6 Direction: Negative Direction
j@xerY Label: InputPlane1
#V[j Q Vl 2D Transverse:
>+iJ(jqq Center Position: 4.5
" +oP((9 Half width: 5.0
_d#1muZ?p| Titlitng Angle: 45
-a`` Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
(!72Ea w:] 图2.波导结构（未设置周期）
4l/hh|3@ x;&01@m. 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。
eI8rnp( Ia 将Linear2代码段修改如下:
%#xdD2oN Dim Linear2
:Ve>tZeW for m=1 to 8
"~R,%sY b( Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
4K_rL{s0U Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
D # ZzhHHP Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
O)y|G% O Linear2.SetAttr "Depth", "0"
A"(XrL-pV Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&cDLSnR Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
qPEtMvL
# Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<L4.* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
X]^FHYjhS D=hy[sDBw 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。
y0!-].5UH 图3.光栅布局通过VB脚本生成
DQC=f 8 |'$E -[ 设置仿真参数
i3bH^WwE&k 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
a$0,T_wD 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
42* y27Dtm TE simulation
BHoy:Tp Mesh Delta X: 0.015
Gk<M@d^hQ Mesh Delta Z: 0.015
:@BAiKa[wa Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
bXVH7F y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
=L,s6J8_' Number of Anisotropic PML layers: 15
pKeK6K\8 其它参数保持默认
!i >&z ? 运行仿真
W7bA#p( • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
b.h:~ATgN • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
8+HXGqcv • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
yQAW\0` uY{zZ4iw 远场分析
衍射波
lD`@{A 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
s(~tL -_ K 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
= ttvC "4? 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
5<Ly^Na: 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
9|kc$+(+6 图4.远场计算对话框
e"^ /xF ^^q9+0 @ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
v[k;R Wavelength: 0.63
$<; !F=%8 Refractive index: 1.5+0i
$KSdNFtM)A Angle Initial: -90.0
R,+Pcn$ws Angle Final: 90.0
u u5AW=j Number of Steps: 721
u'Od~x^z Distance: 100, 000*wavelength
M)m ( Intensity
%y7&~me }XOTK^YA 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#6fQ$x(F#j 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Lek!5U g 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
