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：
H1N@E}> | •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
v`h>5#_[ •光栅布局
模拟和后处理分析
@rhS[^1wi+ 布局layout
\' O/3Y7?X 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=ejcP&- V/ 图1.二维光栅布局
H I9/ cW 3'05 7 用VB脚本定义一个2D光栅布局
XpAJP++ |!o C7!+0^ 步骤：
g`y9UYeh 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
cS.@02~f" 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 MTYV~S4/ Wafer Dimensions：
`
nX, x-UM Length (mm): 8.5
iwnGWGcuS Width (mm): 3.0
XfcYcN H{cOkuy 2D wafer properties:
'iMzp]V; Wafer refractive index: Air
!
fk W; | 3 点击 Profiles 与 Materials.
zC*FeqFL< l0&Fm:))k 在“Materials”中加入以下
材料：
yzEyOz @Q Name: N=1.5
\3vQXt\dM$ Refractive index (Re:): 1.5
fRNj *bIV imOIO[<; Name: N=3.14
g}~s"Sz Refractive index (Re:): 3.14
LJrH_h8C 60{G
4b) 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
C6ql,hR^h` Name: ChannelPro_n=3.14
Z|K HF" 2D profile definition, Material: n=3.14
W=Syo&;F8 gj;gl
="3 Name: ChannelPro_n=1.5
b WL!= 2D profile definition, Material: n=1.5
J>X@g; w/NT 5 6．画出以下波导结构：
^ E%R5JN
a. Linear waveguide 1
9DBX.| Label: linear1
QFTiE1mGH Start Horizontal offset: 0.0
Q
& /5B Start vertical offset: -0.75
<.`i,|?MHS End Horizontal offset: 8.5
I=DVMG| End vertical offset: -0.75
l LQcyi0 Channel Thickness Tapering: Use Default
{GtX:v# Width: 1.5
Qi\]='C Depth: 0.0
oDS7do Profile: ChannelPro_n=1.5
< xBL/e
% h.-L_!1B7 b. Linear waveguide 2
)
`{jPK*` Label: linear2
G;gsDn1t Start Horizontal offset: 0.5
)EMl GM'2q Start vertical offset: 0.05
jl59;.P End Horizontal offset: 1.0
!@!603Gy End vertical offset: 0.05
IV~)BW leT Channel Thickness Tapering: Use Default
e=XP4h Width: 0.1
x` ?>j$ Depth: 0.0
B\D)21Ik}% Profile: ChannelPro_n=3.14
Z7wl~Hk )4fQ~) 7.加入水平平面波：
/%&5Iq\:vA Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
8 Z}%,G*n Input field Transverse: Rectangular
g)f& mQ) X Position: 0.5
"3_X$`v"! Direction: Negative Direction
tF[) Y# Label: InputPlane1
GX23c
i 2D Transverse:
U :x;4 Center Position: 4.5
~F@p}u8 TV Half width: 5.0
L0VZ>!*o Titlitng Angle: 45
q%d,E1 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
E$_zBD% 图2.波导结构（未设置周期）
!,$K;L (Jb#'(~a 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
%,$xmoj9O] 将Linear2代码段修改如下:
uPho|hDp Dim Linear2
L'Iw9RAJ for m=1 to 8
T5 `ML'Dej Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
nh7_
jEX Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
~%lUzabMa Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
[qY yr Linear2.SetAttr "Depth", "0"
:~vg'v~C Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
cK[=IE5 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
B 0 A`@9 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
9PV]bt, Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
eSIG+{;& %4`
U' j 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。
U6|T<bsOl 图3.光栅布局通过VB脚本生成
NxA4*_|H9 *Mg@j;+ 5s 设置仿真参数
S~r75] " 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
.dYv.[?hL 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
{a \! 1~ TE simulation
y k!K 5 Mesh Delta X: 0.015
Yt =) =n Mesh Delta Z: 0.015
]' n4 e* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
`3? HQ2n 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
L!Tvz(_7f6 Number of Anisotropic PML layers: 15
Px-VRANZt 其它参数保持默认
&k vmLO I 运行仿真
]}Ys4(} • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
PN99 R]K0g • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
a
Z)1S X`D • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3O 4,LXdA f.j<VKF} 远场分析
衍射波
yX*$PNL5w 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
/
j "}e_Q 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
[QM N0#(h 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
'+l"zK ]L- 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)
e[Vk+Te7 图4.远场计算对话框
z80(+ `
C}uzzG6s 5. 在远场对话框，设置以下参数：
_'G'>X>}WU Wavelength: 0.63
X'\h^\yOo Refractive index: 1.5+0i
r"K! ]Vw Angle Initial: -90.0
;:oX e*d Angle Final: 90.0
G2y1S/ Number of Steps: 721
kWa5=BW2f Distance: 100, 000*wavelength
&2.DZ),L Intensity
_R]0S GzaGTd.b 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
%n UN 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
bxwwYSS 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
