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：
p+Q 9 ?9 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
)z&C&Gq z
•光栅布局
模拟和后处理分析
6
JI8l`S 布局layout
")9 ^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
oM1C/=8
图1.二维光栅布局
)
YB'W_ nKd'5f1
用VB脚本定义一个2D光栅布局
t[;-gi,, 6 _V1s1F 步骤：
pj7a l; 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
F,as>X# 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 a`:F07 r Wafer Dimensions：
!d 4DTo
Length (mm): 8.5
>'#vC]@ Width (mm): 3.0
.|CoueH 'uzHI@i 2D wafer properties:
,2U Wafer refractive index: Air
C/
VHzV%q 3 点击 Profiles 与 Materials.
e{5O>R O ^d#
AU7V| 在“Materials”中加入以下
材料：
3rMi:*? Name: N=1.5
.5>]DZn6 Refractive index (Re:): 1.5
>KQ / c c0l?+:0M Name: N=3.14
oNYFbZw Refractive index (Re:): 3.14
6i+AJCkC >mtwXmI 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
P_H2[d&/>D Name: ChannelPro_n=3.14
'b" 7Lzp2 2D profile definition, Material: n=3.14
ts@w 9| Ve 9) ?=! Name: ChannelPro_n=1.5
]):>9 q$C 2D profile definition, Material: n=1.5
[OPF3W3z Ya~Th)'>q 6．画出以下波导结构：
OZz/ip-!lc a. Linear waveguide 1
GB Vqc!d Label: linear1
-|u
yJh Start Horizontal offset: 0.0
5{ !"} Start vertical offset: -0.75
C \ 5yo End Horizontal offset: 8.5
$mf O:% End vertical offset: -0.75
B^]Gv7- Channel Thickness Tapering: Use Default
74NL)| M Width: 1.5
7k%!D"6_R Depth: 0.0
?.-+U~ Profile: ChannelPro_n=1.5
*T}c{/ `tuGy}S2
b. Linear waveguide 2
a".iVf6y Label: linear2
"Q\ b6
7Ch Start Horizontal offset: 0.5
zgGJ<=G. Start vertical offset: 0.05
t@ri` ?0w End Horizontal offset: 1.0
DTsD<o End vertical offset: 0.05
jrS$!cEo Channel Thickness Tapering: Use Default
=b"{*Heuw Width: 0.1
7/KK}\NE Depth: 0.0
*Jt+ -ZM Profile: ChannelPro_n=3.14
f6\4 ,() pI. 8Ip_r 7.加入水平平面波：
fGA#0/_` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
t+pA9^$[ ` Input field Transverse: Rectangular
tCRsaDK> X Position: 0.5
5zZQt +Ip Direction: Negative Direction
C]3:&dx9 Label: InputPlane1
{~#PM>f 2D Transverse:
a-nn[ j Center Position: 4.5
BW3Q03SW6 Half width: 5.0
.h/2-pQ> Titlitng Angle: 45
5-H"{29 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
h3GUFiZ. 图2.波导结构（未设置周期）
eHIcfp@& I (k(p\l % 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。
;;C2t&( 将Linear2代码段修改如下:
MO| Dwuaf Dim Linear2
?|Z~mE for m=1 to 8
cdGBo4 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
)_>'D4l ? Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
w /PE )xA Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
(!efaj Linear2.SetAttr "Depth", "0"
C 7AD1rl Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
iv],:|Mbd Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
j0Cj&x%qF} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[wJ\.9<Oa Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
,_<|e\>~ eR`Q7]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。
\"L0d1DK) 图3.光栅布局通过VB脚本生成
6kAGOjO OZz!8-|wE 设置仿真参数
9&6P,ts%Q 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U 9Ea }aN 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
QUZ+#*:s TE simulation
AOwmPHEL Mesh Delta X: 0.015
O'@ [ f{ Mesh Delta Z: 0.015
XWNo)#_3 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
RE D@|[Qh 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Xx2t0AIB Number of Anisotropic PML layers: 15
n0EW
U,1 其它参数保持默认
j/ NX 运行仿真
/?b{*<TK • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
C9""sVs • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@SaxM4 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Z( "-7_ 62Tel4u 远场分析
衍射波
"(dI/} 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Aeo=m}C; 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
i]4n YYS 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
`ueOb 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)
^^n (s_g 图4.远场计算对话框
g>gf-2%Uo B&1E&Cv_8 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8A::q ; Wavelength: 0.63
> Y+m54EE Refractive index: 1.5+0i
,Jn` qvmi Angle Initial: -90.0
qzO5p=} Angle Final: 90.0
Y " rODk1 Number of Steps: 721
W:9l"' Distance: 100, 000*wavelength
3J/l>1[ Intensity
\[)SK`cwd N 6\Ey{ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
(#)XRm{t 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
!h<O c!9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
