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：
w,P2_xk` •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
"B\qp "N •光栅布局
模拟和后处理分析
PeG8_X}u9 布局layout
Z$@Juv&>5^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
?>w%Lg{L} 图1.二维光栅布局
,,6e }o6 )cvC9gt 用VB脚本定义一个2D光栅布局
J4JKAv~3 Aw5yvQ>]e 步骤：
@Pa ;h 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-yC},tK 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 hxv/285B Wafer Dimensions：
ul:jn]S* Length (mm): 8.5
;Z8K3p Width (mm): 3.0
!]"T`^5,Y 9iv!+(n i 2D wafer properties:
b,!h[ Wafer refractive index: Air
%II |;< 3 点击 Profiles 与 Materials.
&< ~`?-c K} * s^*X 在“Materials”中加入以下
材料：
8J>s|MZ Name: N=1.5
m7d? SU Refractive index (Re:): 1.5
e}Db-7B_~ 9 Z4H5!:( Name: N=3.14
?{+}gS^ Refractive index (Re:): 3.14
\oaO7w,:" <8'}H`w% 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
,Z3.Le" Name: ChannelPro_n=3.14
jPFA\$To 2D profile definition, Material: n=3.14
;8ugI 05w_/l+ Name: ChannelPro_n=1.5
m. XLpD 2D profile definition, Material: n=1.5
f>Ij:b`Z2 z;Kyg} 6．画出以下波导结构：
TT> ;!nb a. Linear waveguide 1
r% qgLP{v Label: linear1
BCFvqhF7s Start Horizontal offset: 0.0
9V\5`QXu Start vertical offset: -0.75
3Hr ZN+D End Horizontal offset: 8.5
0Pbv7 )=XL End vertical offset: -0.75
1YQ|KJ*K Channel Thickness Tapering: Use Default
0dXWy`Mn Width: 1.5
x|1OGbBK Depth: 0.0
uNLA/hL+n Profile: ChannelPro_n=1.5
@ UX'(W Yz[^?M%(D b. Linear waveguide 2
P0|V1,) Label: linear2
VBy=X\w] Start Horizontal offset: 0.5
)f,iey\- Start vertical offset: 0.05
1*#64Y5F End Horizontal offset: 1.0
C?X^h{T p End vertical offset: 0.05
l+RBe<Mq Channel Thickness Tapering: Use Default
Z+E@B>D7A^ Width: 0.1
T VQ9"C Depth: 0.0
l&[ x)W Profile: ChannelPro_n=3.14
ss.wX~I 6 fL=2a 7.加入水平平面波：
lor jMS Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
yX / 9jk Input field Transverse: Rectangular
a! ]'S4JS X Position: 0.5
YG$Y4h"
@" Direction: Negative Direction
r. :LZEr Label: InputPlane1
l7n c8K 2D Transverse:
0]fzjiaGt Center Position: 4.5
Il ,2^54q Half width: 5.0
pFx7U RZA Titlitng Angle: 45
G
D$o |l]\ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
3O y?_a$ 图2.波导结构（未设置周期）
Nxp 7/Nn3 ~4<xTP\ * 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。
P|l62!m< 将Linear2代码段修改如下:
1=}+NK! Dim Linear2
u%}zLwMH for m=1 to 8
!Qy%sY Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!0i Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
-X3yCK?re Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Et}S*!IS Linear2.SetAttr "Depth", "0"
M2l0x @| Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Q9Sh2qF^2 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
VG_ PBG( Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
uD4on} Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
*2 P%731n5 hxZ5EKBy 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。
qs 6r9?KP 图3.光栅布局通过VB脚本生成
&@<Z7)) .nl!KzO6g 设置仿真参数
oc7&iL 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
&e0BL z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
rO[ cm} TE simulation
m:SG1m_6 Mesh Delta X: 0.015
'1+s^Q'pc Mesh Delta Z: 0.015
f{mWy1NH\ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
i&= I5$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
{<+B>6^ Number of Anisotropic PML layers: 15
H65><38X / 其它参数保持默认
]Dec/Nnj 运行仿真
qQ6r F
nA • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4 z%::? • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_UI*W&* • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
hg4 d]R, H{hd1 远场分析
衍射波
41Ga- 0p 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Di) % vU 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
1 etl:gcEC 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
u a%@Ay1| 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)
Mu: y9o95 图4.远场计算对话框
v]{F.N JJe8x 4 5. 在远场对话框，设置以下参数：
EdcbWf7 Wavelength: 0.63
/o L &
<e Refractive index: 1.5+0i
wr5ScsNS Angle Initial: -90.0
r ]s7a?O Angle Final: 90.0
7qsu0 .[d Number of Steps: 721
` `mnk>/ Distance: 100, 000*wavelength
iq1HA.X( Intensity
Aqy y\G; *yl?M<28 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
<fS WX>pR 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
vG'6?%38 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
