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：
Rg6>6.fk* •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
bQ)r8[o!
•光栅布局
模拟和后处理分析
t*x;{{jL#( 布局layout
uzo} ?X# 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
ZFzO W 图1.二维光栅布局
{^qc`oF P(4[<'H O 用VB脚本定义一个2D光栅布局
?tcbiXRG+ !|! V}O 步骤：
R
Q 8okA 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
,d7@*>T& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1a<,/N}}t Wafer Dimensions：
q \,H9/.0k Length (mm): 8.5
x .q %O1 Width (mm): 3.0
%vksN$^ g41LpplX 2D wafer properties:
| @YN\g K; Wafer refractive index: Air
Np<A ak 3 点击 Profiles 与 Materials.
k @ 2gw]y" 82<L07fB 在“Materials”中加入以下
材料：
\ Q6Ip@? Name: N=1.5
':,LZ A8A Refractive index (Re:): 1.5
wFvilF
V mVkn~LD:0 Name: N=3.14
k\lj<v<vD Refractive index (Re:): 3.14
__9673y Wp'\NFe 8 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
~ce.&C7cR Name: ChannelPro_n=3.14
6/z}-;,W' 2D profile definition, Material: n=3.14
TnG"_VK9R ?YS`?Rr Name: ChannelPro_n=1.5
BZj[C=#x 2D profile definition, Material: n=1.5
MMf6QxYf y`BLIEI 6．画出以下波导结构：
uPqPoI>N! a. Linear waveguide 1
0Zq" - Label: linear1
n0m9|T& Start Horizontal offset: 0.0
h {m]n! Start vertical offset: -0.75
O<K r6+
- End Horizontal offset: 8.5
;?&;I! End vertical offset: -0.75
3.jwOFH$ Channel Thickness Tapering: Use Default
%*uqtw 8 Width: 1.5
}$o%^ "[ Depth: 0.0
QIw.`$H+ Profile: ChannelPro_n=1.5
=_XcG! " /L~*FQQK> b. Linear waveguide 2
9\xw}ph Label: linear2
}'{(rU Start Horizontal offset: 0.5
WULj@ds\~ Start vertical offset: 0.05
(=X16}n:> End Horizontal offset: 1.0
-L[K1;Xv" End vertical offset: 0.05
JDP#t A3 Channel Thickness Tapering: Use Default
cqq+#39iC Width: 0.1
DK- =Q~`! Depth: 0.0
_ % P%~`?! Profile: ChannelPro_n=3.14
F-X>| oK>z csV1ki/A 7.加入水平平面波：
5
9X |l&/ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
)uaB^L1 Input field Transverse: Rectangular
jm?mO9p~ X Position: 0.5
q^Z\V? Direction: Negative Direction
*iR`mZb Label: InputPlane1
QQw ^c1@ 2D Transverse:
C ]`Y PM5 Center Position: 4.5
8
jT"HZB6 Half width: 5.0
&sRyM'XI Titlitng Angle: 45
Ia\Nj
_-%L Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
#:yZJS9f9 图2.波导结构（未设置周期）
&#;,P :.' qm '$R3g 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。
$~-j-0
\m 将Linear2代码段修改如下:
4e(@b3y Dim Linear2
oM VJ+#[x for m=1 to 8
lC2xl( #! Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
|&'*Z\*ya Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
j lB3BwG{w Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
P-mrH Linear2.SetAttr "Depth", "0"
DXiD>1( q Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
8}0
D? Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
&a:aW;^A7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Fc]#\d6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
R S1oPY
Yv; aQF"a 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。
O~S}u 图3.光栅布局通过VB脚本生成
f]lDJ?+
M u>E+HxUJ 设置仿真参数
w;_ D s 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
u>eu47"n! 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
F&P)mbz1 TE simulation
?( '%QfT Mesh Delta X: 0.015
Y}6)jzBV Mesh Delta Z: 0.015
M{H&5 9v Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
3l^pY18H ' 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
aJF `rLm Number of Anisotropic PML layers: 15
H0HYb\TX ? 其它参数保持默认
jQDxbkIuzE 运行仿真
pg<>Ow5,~l • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
vuAjAeKm • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
V1fPH; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
l gC ~!;3W!@(E 远场分析
衍射波
D %A-& = 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y U`{ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
l\5 NuCgRY 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
?/wloLS47 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)
pGFocw 图4.远场计算对话框
r3kI'I|bq 4D13K.h`O 5. 在远场对话框，设置以下参数：
kel {9b=i Wavelength: 0.63
4Y2>w Refractive index: 1.5+0i
p .HA `R> Angle Initial: -90.0
d
!H)voX Angle Final: 90.0
ox6rR
Number of Steps: 721
(nzt}i0 Distance: 100, 000*wavelength
\
C^D2Z6 Intensity
? Y9?x,x B]v j1m`9 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#cs!`Ngb+ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
:wZZ 1qa 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
