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：
y~c[sW •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
dG>Wu o •光栅布局
模拟和后处理分析
"Vp: z V<S 布局layout
}|"*"kxi! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
rqe_zyc& 图1.二维光栅布局
G>S1Ld'MV |uwteG5?$s 用VB脚本定义一个2D光栅布局
n3g
WM C OX X(OCG> 步骤：
j_uY8c>3\q 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Z?v6pjZ? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 A|_%'8 Wafer Dimensions：
(Zn3-t* Length (mm): 8.5
J vJ!\6Q@ Width (mm): 3.0
il c y/ | ,l=v`/ 2D wafer properties:
B
m@oB2x) Wafer refractive index: Air
%802H%+ 3 点击 Profiles 与 Materials.
zHc 4e
b;`#Sea 在“Materials”中加入以下
材料：
o p5^9`" Name: N=1.5
`(Q_ 65y Refractive index (Re:): 1.5
VfC[U)w*vm _B7?C:8Q- Name: N=3.14
f.84=epv Refractive index (Re:): 3.14
q MdtJ(gq hOL y*% 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
M N M> Name: ChannelPro_n=3.14
i~Ob( YIH 2D profile definition, Material: n=3.14
^_S-s\DW f+aS2k(e> Name: ChannelPro_n=1.5
fRa- bqQ 2D profile definition, Material: n=1.5
{S" '"fU2M<. 6．画出以下波导结构：
L5qCv -{ a. Linear waveguide 1
awSS..g}L Label: linear1
\%?8jQ'tX Start Horizontal offset: 0.0
t k/K0 u Start vertical offset: -0.75
m57tO X End Horizontal offset: 8.5
c;8" vJ End vertical offset: -0.75
n.Eoi4jV' Channel Thickness Tapering: Use Default
O$umu_ Width: 1.5
s ?;<F Depth: 0.0
uZ`d&CEh Profile: ChannelPro_n=1.5
"K$ Wh1<7 ZJ I1NC BZ b. Linear waveguide 2
qqt.nrQ^ Label: linear2
>&Ui* Start Horizontal offset: 0.5
MHr0CYyb. Start vertical offset: 0.05
60~>f)vu End Horizontal offset: 1.0
}!yD^:[ 5 End vertical offset: 0.05
7 ~ l Channel Thickness Tapering: Use Default
X6N]gD Width: 0.1
$L&9x3+?Kg Depth: 0.0
xX&>5 " Profile: ChannelPro_n=3.14
E%2!C/+B q%kj[ZOY$] 7.加入水平平面波：
i h$@:^\ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:
` 6$/DK Input field Transverse: Rectangular
qnk,E- X Position: 0.5
xlPcg7 Direction: Negative Direction
vrm{Ql& Label: InputPlane1
=y-!k)t 2D Transverse:
lgjoF_D Center Position: 4.5
k.=S+#"} Half width: 5.0
~q]|pD"\K| Titlitng Angle: 45
3e!Yu.q: Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
$YGIN7_Gg 图2.波导结构（未设置周期）
2 ) /k`Na l eb^,1/D6 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。
:U-US|)(2 将Linear2代码段修改如下:
rm)SfT< Dim Linear2
K7[AiU_I for m=1 to 8
{sfmWVp Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
H6PXx Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
TH(L zrbg Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
e2-70UvW^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
H ?=pWB Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Gkodk[VuLs Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
k}f<'g<H Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
L%o6 5 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
RZ<+AX9R j_6` s!Yw 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。
]lB3qEn< 图3.光栅布局通过VB脚本生成
1hMX(N&| u .pKK
设置仿真参数
5}d/8tS 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
HV $9b~( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
lEyG9Xvi TE simulation
|B1; l<|` Mesh Delta X: 0.015
/50g3?X, Mesh Delta Z: 0.015
l#5~ t|\ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
_,Rsl$Tk' 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
=mi:<q Number of Anisotropic PML layers: 15
,. 6J6{ 其它参数保持默认
94p:| 5@ 运行仿真
I", &%0ycm • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ni"$[8U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
6 <qwP?WN • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
bQ^DX `o6P p29yaM 远场分析
衍射波
Hn#GS9d_? 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
cz7 CrK~5 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Uaus>Frx.T 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
dK J@{d 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
?x5wS$^q< 图4.远场计算对话框
c4ZuW_&: 5M<' A= 5. 在远场对话框，设置以下参数：
x!"SD3r=4> Wavelength: 0.63
O ':0V Refractive index: 1.5+0i
R%Ui6dCLo Angle Initial: -90.0
tL={ y* Angle Final: 90.0
't0+:o">: Number of Steps: 721
f.aB?\"f6 Distance: 100, 000*wavelength
Z#OhYm+y Intensity
B.}_], kvW|= 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
s FQ4O- SM 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
S1 EEASr!} 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
