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：
| e pe;/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
9^}GUJy? •光栅布局
模拟和后处理分析
I015 )vFc 布局layout
>o [T#U 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
]IoS-)$Z/ 图1.二维光栅布局
g:*yjj /Ia#udkNMp 用VB脚本定义一个2D光栅布局
*F9uv)[kz U}{r.MryFG 步骤：
}L E/{]A 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
+V0uH pm 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |E}N 8 \Gr Wafer Dimensions：
",K6zALJ Length (mm): 8.5
`@:^(sMo Width (mm): 3.0
3W27R mM95BUB 2D wafer properties:
bZKK' d$I Wafer refractive index: Air
T0Gu(c`1d 3 点击 Profiles 与 Materials.
yX)2
hj:s ?vk&k (FT 在“Materials”中加入以下
材料：
uH7u4 f1Q Name: N=1.5
a u#IA Refractive index (Re:): 1.5
gFW1Nm_ DJ :oZ 30} Name: N=3.14
6x.#K9@q4 Refractive index (Re:): 3.14
3_ D$6/i &-&6ARb7o 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
:0vNg:u+ Name: ChannelPro_n=3.14
+tO V+6Uz 2D profile definition, Material: n=3.14
%]:u ^\7 ho0T$ hB Name: ChannelPro_n=1.5
l~\'Z2op 2D profile definition, Material: n=1.5
fdPg{3x*k 3 8f9jF%7j 6．画出以下波导结构：
w1.KRe{M a. Linear waveguide 1
K!'9wt Label: linear1
gjwp' GN Start Horizontal offset: 0.0
KBOxr5w Start vertical offset: -0.75
")8wu1V- End Horizontal offset: 8.5
x0 j$]$ End vertical offset: -0.75
V%3K") Channel Thickness Tapering: Use Default
K.1#cf
^' Width: 1.5
|}#Rn`*2y Depth: 0.0
g Ts5xDvJ Profile: ChannelPro_n=1.5
WSh+5](: `s.y!(`q b. Linear waveguide 2
>
^D10Nf* Label: linear2
4|*_mC Start Horizontal offset: 0.5
;Bp uNB Start vertical offset: 0.05
VdYu| w ;v End Horizontal offset: 1.0
_ I7 5[W! End vertical offset: 0.05
2vK{Yw Channel Thickness Tapering: Use Default
I*'QD) Width: 0.1
;Qw>&24h[ Depth: 0.0
7kj#3(e Profile: ChannelPro_n=3.14
]ul]L
R%. 3VcG
/rf 7.加入水平平面波：
&a7KdGP8V Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
,%D \ Input field Transverse: Rectangular
S 3.Pqp_< X Position: 0.5
;i\ i+:= Direction: Negative Direction
3'IF? ](]U Label: InputPlane1
I>fEwMk~ 2D Transverse:
P1)9OE Center Position: 4.5
#knpZ' Half width: 5.0
%e=BC^VW Titlitng Angle: 45
k;q|pQ[ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
yn` H }@`k 图2.波导结构（未设置周期）
bluhiiATd ~6E
`6;` 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。
Z ^s&] 将Linear2代码段修改如下:
sJMT _yt; Dim Linear2
Fvl_5 l for m=1 to 8
> u~
l_? Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
tP7l
;EX4 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
l2._Z
Py Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
yX<Sk q Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"Q-TLN5( Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
#2/k^N4r Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
_6xC4@~h* Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
':6`M Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
<`n T+c ^vfp; 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。
QGn3xM66 图3.光栅布局通过VB脚本生成
P^T]U bv" SW#
5px` 设置仿真参数
FUiEayM 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
NRgN h5/ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
0 %#ZupN TE simulation
IP9mv`[ Mesh Delta X: 0.015
yC(xi"! Mesh Delta Z: 0.015
/X; [
9& Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
jgK8} C 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
hCuUX) >Bt Number of Anisotropic PML layers: 15
#px74EeI\ 其它参数保持默认
Am{Vtl)i 运行仿真
0 z. oPV@ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
JPR o<jt= • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<My4 )3 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<y7nGXzLK )E;B'^RVR 远场分析
衍射波
Mj2`p#5wKh 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
w|lA%H7`J 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
x2%xrlv<J/ 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
!?#B*JGFS 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)
@FO= 0_ ;y 图4.远场计算对话框
*6IytW OX5 i Glg@ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
`bY >f_5+ Wavelength: 0.63
leR-oeSO Refractive index: 1.5+0i
DP_ ]\V<sT Angle Initial: -90.0
Z8I Y!d Angle Final: 90.0
# 3UrGom Number of Steps: 721
Dc-v`jZ@) Distance: 100, 000*wavelength
KW`^uoY$ Intensity
@{n"/6t e98f+,E/ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
b\^X1eo
7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
(
y0 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
