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：
{ XMF26C# •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
?hh 4M •光栅布局
模拟和后处理分析
/q4<ZS# 布局layout
fA
u^%jiU 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
M @rknq@ 图1.二维光栅布局
7m6@]S6 [s-Km/ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
.17WF\1HC. \v 7M`! & 步骤：
ZM/*cA!" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ocCC63J 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 P1b5=/}:V
Wafer Dimensions：
**V^8'W< Length (mm): 8.5
[q/=%8qLUA Width (mm): 3.0
3 T $gT dnVl;L8L3 2D wafer properties:
0/ d+26lR Wafer refractive index: Air
LL+R OX^M 3 点击 Profiles 与 Materials.
)mi Y>7K GZ# 6}/;b 在“Materials”中加入以下
材料：
`<Xq@\H Name: N=1.5
k=j--`$8k Refractive index (Re:): 1.5
k&4@$;Ap n$Z@7r Name: N=3.14
AvdxDN Refractive index (Re:): 3.14
, ;L
h&\%~LO. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
P SDzs\s Name: ChannelPro_n=3.14
&k+G^ !=s# 2D profile definition, Material: n=3.14
ID" '`DKxe C`c;I7 Name: ChannelPro_n=1.5
$v?+X20 2D profile definition, Material: n=1.5
UH1AT#?!W TTaSg \K 6．画出以下波导结构：
'f9 fw^ a. Linear waveguide 1
cg$@x\fJ Label: linear1
5
T1M:~u i Start Horizontal offset: 0.0
p#W[ he Start vertical offset: -0.75
*R.Q!L v+ End Horizontal offset: 8.5
0[@ 9f1Nk4 End vertical offset: -0.75
TN}YRXtW+ Channel Thickness Tapering: Use Default
76a+|TzR Width: 1.5
e Oa:%{Kj Depth: 0.0
[$_d|Z Profile: ChannelPro_n=1.5
60P^aj$V F23/|q{{ b. Linear waveguide 2
J&w%lYiu5 Label: linear2
2Q`@lTUv Start Horizontal offset: 0.5
1\:puC\) Start vertical offset: 0.05
;hi+.ng_ End Horizontal offset: 1.0
:SilQm*Pl End vertical offset: 0.05
L
DD^X@q Channel Thickness Tapering: Use Default
d:C- Width: 0.1
YHN @?}T() Depth: 0.0
Q.H y"~ Profile: ChannelPro_n=3.14
7Wb:^.d
g x g~ q'> 7.加入水平平面波：
1J<Wth{ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r+fR^hv Input field Transverse: Rectangular
rMIr&T X Position: 0.5
bj4cW\b( Direction: Negative Direction
_sIhQ8$: Label: InputPlane1
ri&B% AAc 2D Transverse:
z5-vx ` Center Position: 4.5
y6ntGrZ}$ Half width: 5.0
[uP_F,Y/ Titlitng Angle: 45
|LA./%U Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
kD:O$8[J8 图2.波导结构（未设置周期）
`2\vDy1,j }Z*@EWc> 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
>=-w2& 将Linear2代码段修改如下:
MVU5+w X Dim Linear2
[=079UN-X for m=1 to 8
l-4T Tg Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
I`k aAOe Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
I=X-e#HM? Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
/gh=+;{ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Qi`Lj5;\F Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Q':x i;?Kt Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
5qtZ`1Hq Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tjc3;9 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%7 h _D mDz{8N9<FG 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
8#NtZ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!K^.r_0H. f3Ior.n( 设置仿真参数
TB 9{e!4 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
&
.VciSq6 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
22S4q`j TE simulation
o@j]yA.5) Mesh Delta X: 0.015
%[0V> Mesh Delta Z: 0.015
@ qWgokf Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ocBfs^ aW 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
3a #2 } Number of Anisotropic PML layers: 15
+@[T0cXp 其它参数保持默认
?#"rI6 运行仿真
4h dxqI!y2 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
d;O16xcM/ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
q1 5t7-Z6 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
)8vz4e Y fH? e9E4l 远场分析
衍射波
^lhV\YxJ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y`jvza% 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0A\OZ^P8 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
NfizX!w& 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
I\E`xkbBu 图4.远场计算对话框
1o\P7P Le >aXyi3B 5. 在远场对话框，设置以下参数：
U 2am1} Wavelength: 0.63
8enlF\I8g Refractive index: 1.5+0i
(`PgvBL: Angle Initial: -90.0
4b]/2H Angle Final: 90.0
i356m9j Number of Steps: 721
{/`iZzPg Distance: 100, 000*wavelength
/NfuR$oMd Intensity
bb}zn'x C (A(7?eq 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
cM%I5F+n 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7l}P!xa& 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
