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：
3,p!Fun:r •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
W ^<AUT •光栅布局
模拟和后处理分析
A"*=K;u/|m 布局layout
FG${w.e< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
YdD; Qx #O 图1.二维光栅布局
Z=%
j|x E_ Le #srr 用VB脚本定义一个2D光栅布局
a
4?A 5 )WvKRp r 步骤：
W* LC3B^ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
| lhnCShw 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 JpXv+V Wafer Dimensions：
M~zI;:0O Length (mm): 8.5
xh;gAh5n Width (mm): 3.0
CVO_ F=; 8L[+$g` 2D wafer properties:
-'c
qepC{T Wafer refractive index: Air
;Am3 eJa*- 3 点击 Profiles 与 Materials.
QN8+Uj/zx K+H im]
b 在“Materials”中加入以下
材料：
'bbw 0aB4 Name: N=1.5
45 biy(qa Refractive index (Re:): 1.5
aQoB1 qd8 @Z/jaAjUC Name: N=3.14
]v<8 l4p; Refractive index (Re:): 3.14
>FE8CH!W& C2<TR PT 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
^mC~<p P( Name: ChannelPro_n=3.14
5 =;cN9M@ 2D profile definition, Material: n=3.14
gb,ZN^3<- 2wpJ)t*PF Name: ChannelPro_n=1.5
2>jk@~Z1:u 2D profile definition, Material: n=1.5
!$n@:W / FKL4`GEm 6．画出以下波导结构：
]2u
a. Linear waveguide 1
<?A4/18K Label: linear1
`GE8?UO- Start Horizontal offset: 0.0
pnu?=.O Start vertical offset: -0.75
J>R $K End Horizontal offset: 8.5
M XW1 : End vertical offset: -0.75
~Jf(M ^E Channel Thickness Tapering: Use Default
`NhG|g Width: 1.5
nHRsr x Depth: 0.0
xy`Y7W= Profile: ChannelPro_n=1.5
{n>.Y -= W( s5mX,Kv b. Linear waveguide 2
3^KR{N p Label: linear2
l4 DBGZB Start Horizontal offset: 0.5
C6c*y\O\7 Start vertical offset: 0.05
L%H\|>k` End Horizontal offset: 1.0
4!14: mq End vertical offset: 0.05
/- Gq`9Z Channel Thickness Tapering: Use Default
O+&;,R : Width: 0.1
>4@w|7lS Depth: 0.0
`Ku:%~$/ Profile: ChannelPro_n=3.14
6}Y==GP t 0;x&\x7K 7.加入水平平面波：
9O &]!ga Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
E3a^"V 3p Input field Transverse: Rectangular
.S:(O+#Gm X Position: 0.5
A *BN
Direction: Negative Direction
:Y Ls]JI< Label: InputPlane1
m s3" 2D Transverse:
. hckZx / Center Position: 4.5
2aTq?ZR|8A Half width: 5.0
v,opyTwG| Titlitng Angle: 45
C_3,|Zq?| Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
T0A=vh;S 图2.波导结构（未设置周期）
mm_)=Ipj> ;a|%W4 " 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。
<:AA R2= 将Linear2代码段修改如下:
F&`%L#s| Dim Linear2
j#3IF *" for m=1 to 8
- 5 v{p Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Wlg 1t~1= Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
}#tbK 2[ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
xj D$i'V+ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
'=G6$O2 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
j0"4X Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^PC;fn,I Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
x
[v b i Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
B4HMs$> 7*K 2zu3 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
,2 xD>+= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
KtJc9dnX EPwU{*F 设置仿真参数
zk1]? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
tSni[,4K q 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
D?dS/agA TE simulation
-p0* R<t Mesh Delta X: 0.015
> {d9z9O Mesh Delta Z: 0.015
^:$ShbX"P Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
djoP`r 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
CXGMc)#>f Number of Anisotropic PML layers: 15
hKh ad8 其它参数保持默认
H`k
YDp 运行仿真
V:t{m u5j • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
e34g=]" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
:RDk{^b) • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
t(vyi -`\n/"#X6i 远场分析
衍射波
;y7+ Q 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
3 QXsr< 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
zXUB6.
e 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
9W-" mD; 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)
*Cp:<M nd 图4.远场计算对话框
g0Q YBrp 'xG{q+jj' 5. 在远场对话框，设置以下参数：
./zzuKO8XK Wavelength: 0.63
;F uST Refractive index: 1.5+0i
KbciRRf!k Angle Initial: -90.0
6)ysiAH? Angle Final: 90.0
U)i BeYW: Number of Steps: 721
~-G_c=E? Distance: 100, 000*wavelength
cb|hIn\>7 Intensity
!K2QD[x F_ -Xx" 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
?b}e0C-a 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
sUQ
Q/F6 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
