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：
v`@N R06 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'c
>^Aai •光栅布局
模拟和后处理分析
:01 B)~^ 布局layout
3b`#)y^y?% 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
IL?"g {w 图1.二维光栅布局
bJ eF1LjS >yLdrf 用VB脚本定义一个2D光栅布局
;D%H}+Z 3S%/>)k 步骤：
wX
<ov0?[ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
i|S/g.r 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 F9r|EU#; Wafer Dimensions：
uw@-.N^ Length (mm): 8.5
tQ Tjqy{K Width (mm): 3.0
'
wp _U / Q Vl"l'e8 2D wafer properties:
Ypin bej Wafer refractive index: Air
)t2 eg1a: 3 点击 Profiles 与 Materials.
3XncEdy_ Q*e\I8R} 在“Materials”中加入以下
材料：
`y{[e j Name: N=1.5
{c<cSrfI Refractive index (Re:): 1.5
"DX 2Mu= iRV=I , Name: N=3.14
[<jU$93E Refractive index (Re:): 3.14
/8 "rCh|m- ^pqJz^PO. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Fg R9$ is+ Name: ChannelPro_n=3.14
:g+ wv}z 2D profile definition, Material: n=3.14
vVjk9_Ul ae Eio;G1 Name: ChannelPro_n=1.5
^#4< ~zU 2D profile definition, Material: n=1.5
@S&QxE^ $Xs`'> ," 6．画出以下波导结构：
"cvhx/\1# a. Linear waveguide 1
Kv ajk~ Label: linear1
R ^INl@(O Start Horizontal offset: 0.0
|:L}/onK Start vertical offset: -0.75
TrQUhmS/! End Horizontal offset: 8.5
T5dnj&N ] End vertical offset: -0.75
{??bJRT Channel Thickness Tapering: Use Default
q-/t?m0 Width: 1.5
s'BlFB n Depth: 0.0
RxVZn"" Profile: ChannelPro_n=1.5
(N9g6V !bCaDTz b. Linear waveguide 2
C>QW V[F Label: linear2
k =O Start Horizontal offset: 0.5
[*
|+ it+! Start vertical offset: 0.05
"kjSg7m*: End Horizontal offset: 1.0
O-3a U!L End vertical offset: 0.05
)G*xI`( @ Channel Thickness Tapering: Use Default
xrv 0% Width: 0.1
|w5,%#AeO$ Depth: 0.0
Q!r` G Profile: ChannelPro_n=3.14
gSe3S-Lt WYIv&h <h" 7.加入水平平面波：
!1Ht{cA0 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
\p^'[B(O77 Input field Transverse: Rectangular
ZzxWKIE'c X Position: 0.5
FbXur- et^ Direction: Negative Direction
b,>>E^wd! Label: InputPlane1
DHZ`y[&}|N 2D Transverse:
ZVrZkd ` Center Position: 4.5
bGxHzzU} Half width: 5.0
b Rr3:"=sE Titlitng Angle: 45
h05<1>?| Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
x0lAJaG 图2.波导结构（未设置周期）
PZI6{KOis
?P/73p 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。
IsDwa qd| 将Linear2代码段修改如下:
ZKM@ U?PK Dim Linear2
)jh~jU? c@ for m=1 to 8
'X`W+ =T$ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
lNT bd"}$: Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
* ;U<b Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
-lR7
@S Linear2.SetAttr "Depth", "0"
T 2Yc` + Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Z*=$n_
G Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
3 rR 1/\ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
;s -@m< Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
} y vH)q QlS_{XV 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。
:>F 3es ` 图3.光栅布局通过VB脚本生成
I1I -,~hO '%YE#1*gH 设置仿真参数
)JJF}m= 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4um^7Ns)7 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
% /qwqo`Q
TE simulation
~wO -Hgd Mesh Delta X: 0.015
}daU/ Mesh Delta Z: 0.015
0
ZSn r+ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
=ADOf_n} 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
@uanej0q7 Number of Anisotropic PML layers: 15
C~C`K%7 其它参数保持默认
+O.q YX 运行仿真
DO( 3hIj • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
RE4WD9n • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
(H\ `/%Bp • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
f .$*9Fkw qW'L}x 远场分析
衍射波
f>|<5zm#< 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
#%w )w R3 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Z] x6np 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
D4uAwm c 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
]&dPY[~,/i 图4.远场计算对话框
;--D?Gs]Qr y~su1wUp 5. 在远场对话框，设置以下参数：
9A/bA|$
Wavelength: 0.63
Uv652DC Refractive index: 1.5+0i
`6;$Z)=. Angle Initial: -90.0
SpYmgL?wJ Angle Final: 90.0
K}2G4*8S_G Number of Steps: 721
Zxozhmg Distance: 100, 000*wavelength
b*/Mco 9O Intensity
`zB bB^\`W GLX{EG9Z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
I AmZ_2 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
E0yx
@Vx 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
