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：
%\b5)p •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
zx'`'t 4~ •光栅布局
模拟和后处理分析
3al5Vu2: 布局layout
3b &W=1J 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
%Vt@7SwRJ 图1.二维光栅布局
tb=L+WAIw &H4UVI 用VB脚本定义一个2D光栅布局
>a4Bfnf"eI wG{o bsL.! 步骤：
9q8
rf\& 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
19# )#
n^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 qw , >~ Wafer Dimensions：
|u}sX5/q Length (mm): 8.5
*<0g/AL Width (mm): 3.0
Z#J{tXZc 9hguC yr@h 2D wafer properties:
VR:b1XWX Wafer refractive index: Air
1$Hf`h2 3 点击 Profiles 与 Materials.
pP/o2 3p4bOT5 在“Materials”中加入以下
材料：
U73`HDJ Name: N=1.5
T8m% _U#b Refractive index (Re:): 1.5
33;|52$ 9Akwr} Name: N=3.14
YJL=|v Refractive index (Re:): 3.14
AMm O+E? $OhL
95}7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
*{Z!m@?
Name: ChannelPro_n=3.14
(CV=0{] 2D profile definition, Material: n=3.14
# xo&#FIH =& lYv Name: ChannelPro_n=1.5
C4cg,>P7 2D profile definition, Material: n=1.5
$7bmUQ| #62ww-E~ 6．画出以下波导结构：
- 'VT a. Linear waveguide 1
!*ucVv; Label: linear1
= N0cz% Start Horizontal offset: 0.0
, X R8qi~ Start vertical offset: -0.75
c]&VUWQ End Horizontal offset: 8.5
$Yxy(7d7w End vertical offset: -0.75
a|53E<5X Channel Thickness Tapering: Use Default
H WU{521 Width: 1.5
F>Oh)VL,Ev Depth: 0.0
#3$|PM7,_ Profile: ChannelPro_n=1.5
3g h^a ;uC ^KF'/9S b. Linear waveguide 2
{p\KB!Y- Label: linear2
;$/G T Start Horizontal offset: 0.5
S mu x&e Start vertical offset: 0.05
+~v(*s C End Horizontal offset: 1.0
a RwBxf End vertical offset: 0.05
c8s/`esA Channel Thickness Tapering: Use Default
mN Y z7N Width: 0.1
e_;6U Z+ Depth: 0.0
sP
|i ' Profile: ChannelPro_n=3.14
e+WVN5"ID> < KA@A} 7.加入水平平面波：
}.vy|^ X Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
ZM .g +-9 Input field Transverse: Rectangular
K \ ]r X Position: 0.5
R}Y=!qjYE= Direction: Negative Direction
;v'Y' !-J Label: InputPlane1
~e8n yB 2D Transverse:
fpi6pcof Center Position: 4.5
*~L]n4- Half width: 5.0
`!8Z"xD
Titlitng Angle: 45
(Vv] : Y] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
rY= #^S 图2.波导结构（未设置周期）
c%!wKoD iT"Itz-^# 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
4{g|$@s( 将Linear2代码段修改如下:
OXB-.< Dim Linear2
jayoARUB for m=1 to 8
:[39g;V}c Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
?0a 0 R Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
R 2s>;V.: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
t} M3F-NZ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
hzb|: Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
$C/Gn~k 5 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
DPx,qM#h5O Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
||HIp9(3 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
zJ`(LnV buXG32; 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
6f!mk:\T. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
k]iS3+nD Gp+XM 设置仿真参数
h6N}sLM{0 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
5aNDW'z`f 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
8|GpfW3p 2 TE simulation
A~V\r<N
j Mesh Delta X: 0.015
>6 #\1/RP Mesh Delta Z: 0.015
!y?hn$w0 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
K;y\ &'E 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
a)Ek~{9 Number of Anisotropic PML layers: 15
Rp*t"HSaAW 其它参数保持默认
!X 8R 运行仿真
`qz5rPyZ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
eb\`)MI/ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
bicL %I2h • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[#Vr)\n UD`Z;F 远场分析
衍射波
*Mc \7D 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
T}[vfIJD 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
% U7f9 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
s=
fKAxH 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)
/ nF w 图4.远场计算对话框
8-ssiiJ}gh jt--w"|-r 5. 在远场对话框，设置以下参数：
o7XRa] O Wavelength: 0.63
yZ$;O0f&& Refractive index: 1.5+0i
j//wh1 Angle Initial: -90.0
`&zobbwq Angle Final: 90.0
B [
ka@z7 Number of Steps: 721
eb@Lh! Distance: 100, 000*wavelength
y(h(mr Intensity
Gx_e\fe-/ 4>C=:w
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
|7x^@i9w 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
*8H;KGe= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
