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：
=SLJkw&w6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
4UG7{[!+ •光栅布局
模拟和后处理分析
zJtYy4jI) 布局layout
Jd)|== yD 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
i)
:Q{[D 图1.二维光栅布局
1uS
_]59= !9V _U 用VB脚本定义一个2D光栅布局
P^ .L0T5g \}G/F ! 步骤：
B;_M52-B 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
B&<Z#C:I 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 (}c}= V Wafer Dimensions：
`) K1[& Length (mm): 8.5
t[0gN:s Width (mm): 3.0
Ue~M .LZb R z%+E0 2D wafer properties:
L# (o(4g2 Wafer refractive index: Air
#O `n Q 3 点击 Profiles 与 Materials.
s{h J"lv: V" \t 在“Materials”中加入以下
材料：
VxaJ[s3PQ& Name: N=1.5
P m
V:J9 Refractive index (Re:): 1.5
z q(AN< +d Ig&}Tr Name: N=3.14
C\
9eR Refractive index (Re:): 3.14
H?^Poe(=( %0= |WnF- 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
|<9 R% Name: ChannelPro_n=3.14
#@ lLx?U 2D profile definition, Material: n=3.14
x!gu&AA<* 265df
Y9Pu Name: ChannelPro_n=1.5
W
aks*^| 2D profile definition, Material: n=1.5
>a@-OJ.yOk 9?@M Zh 6．画出以下波导结构：
y \V!OY@ a. Linear waveguide 1
|Y2u =B Label: linear1
*G2p;n=2 Start Horizontal offset: 0.0
A"i40 @+ Start vertical offset: -0.75
iv:[]o End Horizontal offset: 8.5
(t fADaJM End vertical offset: -0.75
,in`JM<o Channel Thickness Tapering: Use Default
#t
po@pJsE Width: 1.5
m03;'Nj'7# Depth: 0.0
Lk=f^qJ
] Profile: ChannelPro_n=1.5
#.#T+B+9 4GeWo@8h b. Linear waveguide 2
"J3@Z,qW Label: linear2
zc\e$M O Start Horizontal offset: 0.5
)Q&:$] Start vertical offset: 0.05
q >o1 kTI End Horizontal offset: 1.0
Fdzs Wm End vertical offset: 0.05
mp>,TOi~s7 Channel Thickness Tapering: Use Default
6# ,2 Width: 0.1
dI{ )^ Depth: 0.0
$x#Y\dpS Profile: ChannelPro_n=3.14
Wyw/imr Mp}aJzmkB; 7.加入水平平面波：
68W&qzw.[r Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
.G4(Ryh Input field Transverse: Rectangular
cZPv6c_w X Position: 0.5
*oKc4S+ Direction: Negative Direction
?tV $o,11 Label: InputPlane1
GUJx?V/[ 2D Transverse:
Yfs60f Center Position: 4.5
m ['UV 2 Half width: 5.0
'%l<33* Titlitng Angle: 45
DO8@/W(
` Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
$0+AR) 图2.波导结构（未设置周期）
~\6Kq `Y )zf&`T 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
&r;-=ASYzV 将Linear2代码段修改如下:
bb}|"m . Dim Linear2
1#gveHm]-G for m=1 to 8
2dFC{US' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
N/4` afiV. Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
M] vc W Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
4 'RyD<K\ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
XcAx@CY9c Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
#kR 8v[Z Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
0 P3^# j Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[d aUtKz Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2I3MV:5 [z5pqd- 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
/2Y t\=S= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
&-dyg+b3 [u`v'*0d 设置仿真参数
< HlS0J9 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
9nu!| re S 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
xKi:
2 TE simulation
b MZ-{<+i Mesh Delta X: 0.015
o m@GH0o+ Mesh Delta Z: 0.015
BGh1hy J8d Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
u!S ^lV@ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
w@ALl#z;} Number of Anisotropic PML layers: 15
z/dpnG X 其它参数保持默认
Oe:+ %p 运行仿真
H$bu* o-Z • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Oi+9kk
e • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
dfAnO F"- • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
b1>zGC^| jNd."[IrO 远场分析
衍射波
i|?EgGFG 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
X0wvOs: 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pN|BtrN{ 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
7:awUoV8f 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)
U$-Gc[=| 图4.远场计算对话框
( v+ nn1, 'M8wjU 5. 在远场对话框，设置以下参数：
kG 7]<^Os3 Wavelength: 0.63
XRA RgWj Refractive index: 1.5+0i
O~D>F*_^j Angle Initial: -90.0
rWsUWA T* Angle Final: 90.0
1- Jd Qs6 Number of Steps: 721
y:,Ro@H% Distance: 100, 000*wavelength
90<z*j$EK Intensity
}rK9M$2]u hilgl<UF 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
i286 J. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
as%@dUK? 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
