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：
:k,Q,B.I •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
zO= %J)-= •光栅布局
模拟和后处理分析
\%A%s*1 布局layout
Tpr tE.mP 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
lmCZ8 j(FF 图1.二维光栅布局
XcfKx@l b=[?b+ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@QEqB_W 2+"r~#K* 步骤：
lWZuXb,G 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3f76kl(& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 f [o%hCS Wafer Dimensions：
GdmmrfXB Length (mm): 8.5
k(s;,B\ Width (mm): 3.0
;%!m< S|%k p@Q5b}xCG_ 2D wafer properties:
v3RcwySk Wafer refractive index: Air
e [0w5)X
3 点击 Profiles 与 Materials.
kBEmmg L qr(`&hB-L 在“Materials”中加入以下
材料：
D!LX?_cD1i Name: N=1.5
!K0JV|-?t Refractive index (Re:): 1.5
/Z%>ArAx mY&ud>,U: Name: N=3.14
{G i h& N Refractive index (Re:): 3.14
eE8UL tO \gO,hST 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
R MXzU Name: ChannelPro_n=3.14
}IkQA#4$ 2D profile definition, Material: n=3.14
)R)a@op 9I Zu$- Name: ChannelPro_n=1.5
g /+oZU 2D profile definition, Material: n=1.5
;?L\Fz(< h
y-cG% f 6．画出以下波导结构：
LXfCmc9|Z a. Linear waveguide 1
{ 1lO Label: linear1
~oD8Rnf Start Horizontal offset: 0.0
)@ g;j> Start vertical offset: -0.75
` $5UHa2/ End Horizontal offset: 8.5
f@V3\Z/6E End vertical offset: -0.75
]]iPEm"@ Channel Thickness Tapering: Use Default
~P f5ORoe Width: 1.5
-V<t-}h. Depth: 0.0
HK=[U9 o? Profile: ChannelPro_n=1.5
A}VYb:u/ hkL5HzWn b. Linear waveguide 2
$ 17
su') Label: linear2
m6n!rRQ^U Start Horizontal offset: 0.5
M: SO2Czz Start vertical offset: 0.05
Mtm OUI&' End Horizontal offset: 1.0
woO y* )@ End vertical offset: 0.05
}xb=< Channel Thickness Tapering: Use Default
12 `_;[37 Width: 0.1
udqS'g& Depth: 0.0
Sr.; GS5i Profile: ChannelPro_n=3.14
x8#ODu H
u= l1s1> 7.加入水平平面波：
iZ,YxN<R Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
omX?B l Input field Transverse: Rectangular
2&(sa0*y X Position: 0.5
p9ZXbAJ{ Direction: Negative Direction
o >D Label: InputPlane1
%:C ]7gQ 2D Transverse:
FH5ql~ Center Position: 4.5
y }2F9= Half width: 5.0
j
-O2aL Titlitng Angle: 45
gPC@Yy Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~%y @Xsot> 图2.波导结构（未设置周期）
]> !<G8 =N Owv +1+B 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。
ug&[ IL~lc 将Linear2代码段修改如下:
Vd9 @Dy Dim Linear2
W 0[N0c for m=1 to 8
JqU ADm Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
U HO_Z Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
VV_l$E$ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
9l/E jF^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
vP-M,4c Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
L#h:*U{@40 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
\>/M .2 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
i, n D5 @# Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
~4,I7c7 T)CzK<LbR 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。
vq'c@yw; 图3.光栅布局通过VB脚本生成
2s ,8R uZ6 d35MJ 设置仿真参数
:Og:v#r8= 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
*<V^2z$y_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
e&I t TE simulation
kUHE\L.Y] Mesh Delta X: 0.015
``Q 2P% Mesh Delta Z: 0.015
,5k-.Md>2* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
M~T.n)x2 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
cd@.zg'sYn Number of Anisotropic PML layers: 15
q`|CrOzO 其它参数保持默认
P1zK2sL_ 运行仿真
8Z#j7)G
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
vxlOh.a|/L • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
;."<m • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
wOgE|n %kI}
[6J_ 远场分析
衍射波
;-mdi/*g 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
i k1tidw 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
/L=(^k=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
(il0M=M 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)
*tQk;'/A] 图4.远场计算对话框
}E <^gAh} "&YY O#YO 5. 在远场对话框，设置以下参数：
ilLB CS} Wavelength: 0.63
eH>#6R1- Refractive index: 1.5+0i
jh ez Angle Initial: -90.0
y f1CXldi Angle Final: 90.0
V-O(U*] Number of Steps: 721
VkmRh,T Distance: 100, 000*wavelength
g;p)n Intensity
MEZ{j%-a KlxN~/gyik 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`d]Z)*9 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%B2XznZ: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
