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：
i'9 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
8[;U|SR" •光栅布局
模拟和后处理分析
ve / Q6j{ 布局layout
SQ bnn" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
&wZ:$ lK#o 图1.二维光栅布局
5 lC "10 ~?{@ 0,$ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
yeNC-U< }3! .e 步骤：
b9([)8 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
4o2 C=?@( 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 %8+'L4 Wafer Dimensions：
rm4j8~Ef Length (mm): 8.5
A`Bg"k:D Width (mm): 3.0
G}\ E{VvWh g=:C/>g 2D wafer properties:
IXf@YV Wafer refractive index: Air
@T r8.4 3 点击 Profiles 与 Materials.
3u8H F- o ^ },L? 在“Materials”中加入以下
材料：
#s Ebu^ Name: N=1.5
t
<#Yr%a Refractive index (Re:): 1.5
'5eW"HGU]` {j
E}mzi Name: N=3.14
mOyBSOad4 Refractive index (Re:): 3.14
Bf F$ }o? @ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
sEL[d2oO Name: ChannelPro_n=3.14
PhM 3?$ 2D profile definition, Material: n=3.14
fN>o465I6 yHhBUp Io Name: ChannelPro_n=1.5
Z %MP:@z 2D profile definition, Material: n=1.5
I "9S Zcv1%hI 6．画出以下波导结构：
9[B*CD | a. Linear waveguide 1
jQ_j#_Vle Label: linear1
1NT@}j~/ Start Horizontal offset: 0.0
.t0Q>:}&b Start vertical offset: -0.75
[>4Ou^=1 End Horizontal offset: 8.5
'LR5s[$j End vertical offset: -0.75
oO>mGl36H Channel Thickness Tapering: Use Default
[*#ms=Zdc Width: 1.5
[:sV;37s Depth: 0.0
)}7rM6 hv Profile: ChannelPro_n=1.5
p}}o#a~V), kL,AY-Iu{@ b. Linear waveguide 2
6`{Y#2T Label: linear2
zrG&p Z Start Horizontal offset: 0.5
{cKKTDN Start vertical offset: 0.05
!5Kv9P79 End Horizontal offset: 1.0
4 ?,N;Q End vertical offset: 0.05
hIC$4lR~ Channel Thickness Tapering: Use Default
RpR;1ktF> Width: 0.1
' Ky5|4 Depth: 0.0
~(%nnG6x Profile: ChannelPro_n=3.14
7
rOziKZ" Y:/z)"u,C 7.加入水平平面波：
\:\rkc9LI Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
O[;>Y'zqC% Input field Transverse: Rectangular
< ppg$; X Position: 0.5
x(&o= Pu Direction: Negative Direction
=zt@*o{F Label: InputPlane1
kl_JJX6jPP 2D Transverse:
Edc< 8- Center Position: 4.5
;+`t[ go Half width: 5.0
Y dmYE $ Titlitng Angle: 45
ub6=^`>h Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@]t} bF] 图2.波导结构（未设置周期）
4WZ:zr N 4}Y2
B$ 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。
NB;8 e> 8 将Linear2代码段修改如下:
kb ] PW Oz Dim Linear2
<l(LQmM; for m=1 to 8
lh&Q{t(+8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
vZmM=hW ~ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
#7+ oM8b Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5vxJ|Hse@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
1j
"/}0fx Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
kcVEE)zb Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1RZhy_$\. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
m@R !o Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{A2(a7v V &aqF ||v%) 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。
PW x9CT 图3.光栅布局通过VB脚本生成
htj:Z: C` N2vSJ\u 设置仿真参数
nc!P
!M 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$rv&!/}] e 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
[nB[]j<R* TE simulation
+Fp8cT=1 Mesh Delta X: 0.015
a_P8!pk+5 Mesh Delta Z: 0.015
6Lr G+p` Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
D.9qxM"Z> 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j]#q q]c Number of Anisotropic PML layers: 15
@k>}h\w 其它参数保持默认
fwK5p?Xhm 运行仿真
YD_hg#=n • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[QEV6 S] • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
`+[Ct08 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
s4/4o_[W _8Cw_ 远场分析
衍射波
t<w jS|4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ZgK[,<2 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
(pN:ET B 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
+Kw:z ? 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)
~v"4;A 6 图4.远场计算对话框
+sq'\Tbp 1t
wC-rC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
3oc p4x`[ Wavelength: 0.63
e` 9d &" Refractive index: 1.5+0i
k ! l\|~ Angle Initial: -90.0
#m=TK7*v Angle Final: 90.0
{Z0(V"Q Number of Steps: 721
r==d^ Distance: 100, 000*wavelength
RC'4%++Nz Intensity
Cp4 U`] /k8Lu+OJ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
jYDpJ##Zb 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
@6\Id7`Ea 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
