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：
|\ QR9> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$nn~K •光栅布局
模拟和后处理分析
LvWU
%? 布局layout
T d;e\s/] 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
rFx2 S 图1.二维光栅布局
#> CN,ei Z .kC}. Q_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
,<EmuEw | d[~c-G 6 步骤：
J3:P/n& 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
P? 9C BhN 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ]VwAHT&je Wafer Dimensions：
jQb=N%5s Length (mm): 8.5
7]nPWz1%* Width (mm): 3.0
jb7=1OPD_ 5&} icS 2D wafer properties:
*r-Bt1 Wafer refractive index: Air
]G1j\ wnF 3 点击 Profiles 与 Materials.
n|,Es!8:o UD9h5PgT 在“Materials”中加入以下
材料：
dtF6IdAf Name: N=1.5
yLDHJ}R Refractive index (Re:): 1.5
etTuukq_Z ]6:5<NW Name: N=3.14
3_h%g$04 s Refractive index (Re:): 3.14
fLD9R Z8_ :+R5"my 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9txZ6/
Name: ChannelPro_n=3.14
qh2.N}lW 2D profile definition, Material: n=3.14
{# [a4@B0 W2<X 5' Name: ChannelPro_n=1.5
0(i`~ g5 2D profile definition, Material: n=1.5
qHKZ5w rW`F|F% 6．画出以下波导结构：
N$y4>g a. Linear waveguide 1
RtIc:ym Label: linear1
7Ru0>4B Start Horizontal offset: 0.0
ITsJjcYw Start vertical offset: -0.75
} 2\"(_ End Horizontal offset: 8.5
#-@{ rgH End vertical offset: -0.75
-"cN9RF Channel Thickness Tapering: Use Default
[ =9R5.)c Width: 1.5
$< aBawLZO Depth: 0.0
QqwX Fk Profile: ChannelPro_n=1.5
`C h6"= t a 6 ]!4 b. Linear waveguide 2
+ ]>a`~ Label: linear2
\;?\@vo< Start Horizontal offset: 0.5
q6ikJ8E8b Start vertical offset: 0.05
<]9Mg fAe
End Horizontal offset: 1.0
m_Rgv.gE^ End vertical offset: 0.05
y^nR=Q ]_
Channel Thickness Tapering: Use Default
)8<X6 Width: 0.1
9:Y:Vx Depth: 0.0
iM956 3v Profile: ChannelPro_n=3.14
(8*lLZ pP
r<8tm[ 7.加入水平平面波：
ko:I.6- K Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
<G&v Input field Transverse: Rectangular
7d<v\=J} X Position: 0.5
]u,~/Gy Direction: Negative Direction
<VBw1|)$@ Label: InputPlane1
x)?\g{JH 2D Transverse:
ry T8*}o Center Position: 4.5
Q?tV:jogY Half width: 5.0
g|zK%tR_P Titlitng Angle: 45
M ? 3N Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
,qfa,O 图2.波导结构（未设置周期）
7 dz E"m VsmL#@E 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。
dL\8^L 将Linear2代码段修改如下:
MCCZh{uo Dim Linear2
K@i*Nl for m=1 to 8
y8 N b 8m Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
R#`itIYh Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
j*zK"n Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
N:< O Linear2.SetAttr "Depth", "0"
5_`}$"<~ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J#kdyB muO Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
G<z)Ydh_ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7X|r';"?i
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
xHG oCFB yRznP ) 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
nT12[@:Tr 图3.光栅布局通过VB脚本生成
3/AUV%+ w=`z!x![/ 设置仿真参数
wI4;/w> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
k$c
j|-< 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
H6I #Xj TE simulation
V4-=Ni]k Mesh Delta X: 0.015
F[u%t34' Mesh Delta Z: 0.015
jQb D2x6( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
A H`15k_i 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
6:,^CI|@ t Number of Anisotropic PML layers: 15
6ZR0_v;TD 其它参数保持默认
_E;Y
~I,i 运行仿真
ETOc4hMO • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
NM@An2 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
FNuu ',: • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
w b[(_@eZ mc'p-orAf 远场分析
衍射波
_Pkh`}W: 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
dO[4}FZ$ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
u\xm8}A 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
(Pd>*G\ 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)
S:YL<_oI| 图4.远场计算对话框
f
99PwE(= &w0=/G/T=~ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Elp!,(+&6 Wavelength: 0.63
b0X[x{k " Refractive index: 1.5+0i
ud Fju&!W Angle Initial: -90.0
G C'%s Angle Final: 90.0
?U08A{ c Number of Steps: 721
"^z=r]<5
Distance: 100, 000*wavelength
E<uOk Intensity
!j9i =YDb P;%QA+%7 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
n *~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
k W&Z%k 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
