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：
/TQ}}
YVw •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
.lG5=Th! •光栅布局
模拟和后处理分析
R0U e0pF7 布局layout
SkNre$>t{ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
r`\A
nT? 图1.二维光栅布局
faXx4A2" ^4Am
%y yT 用VB脚本定义一个2D光栅布局
m`? MV\^ 6R UrF 步骤：
.aOn Gp 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Rf %HIAVE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ;$j7H&UNQj Wafer Dimensions：
vEe NW Length (mm): 8.5
E4.SF|=x Width (mm): 3.0
{04"LAE ks;% *d 2D wafer properties:
q6P
wZ_ Wafer refractive index: Air
#.B"q:CW*P 3 点击 Profiles 与 Materials.
XEM'}+d ,3DXFV'uxb 在“Materials”中加入以下
材料：
9Mm!%Hu Name: N=1.5
&F$:Q:* * Refractive index (Re:): 1.5
oS, I~}\kQ :VmHfOO Name: N=3.14
X2 6
Refractive index (Re:): 3.14
" K* SF ]@| 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
+?D6T!) Name: ChannelPro_n=3.14
th5g\h%j* 2D profile definition, Material: n=3.14
[e e%c Xo $K~LM8_CKy Name: ChannelPro_n=1.5
,hxkk` 2D profile definition, Material: n=1.5
HG >j5 ,"}Rg1\4t 6．画出以下波导结构：
Rs& @4_D a. Linear waveguide 1
F9q 8SA#" Label: linear1
h:\ol y\ Start Horizontal offset: 0.0
VxO%rq3 Start vertical offset: -0.75
9~ IQw#< End Horizontal offset: 8.5
=d P{ Gh End vertical offset: -0.75
)wXuwdc[ Channel Thickness Tapering: Use Default
6qvp*35Cx Width: 1.5
O OFVnu Depth: 0.0
xh@-g|+g Profile: ChannelPro_n=1.5
6X
g]/FD wt }9B[ b. Linear waveguide 2
7Ob *Yv=[ Label: linear2
:B *}^g Start Horizontal offset: 0.5
"](6lB1Oe Start vertical offset: 0.05
>ndJNinV End Horizontal offset: 1.0
Wk;5/ End vertical offset: 0.05
f ,i5iSYf Channel Thickness Tapering: Use Default
mZk0@C&:6 Width: 0.1
jMBiaX`F Depth: 0.0
}]P4-KqI Profile: ChannelPro_n=3.14
]Z<_ " F gW(gJ;
L,% 7.加入水平平面波：
ug 7o>PX Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Jw n AW}= Input field Transverse: Rectangular
DR 9: _ X Position: 0.5
= V +I=rqo Direction: Negative Direction
Q'apG)0I Label: InputPlane1
n;XWMY 2D Transverse:
*mG`_9 Center Position: 4.5
VU|dV\> Half width: 5.0
{C*\O)Gep Titlitng Angle: 45
(n(
fI f Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
1, y&d}GW 图2.波导结构（未设置周期）
0O!cN_l| yTM{|D]$( 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。
FXKF\1`( H 将Linear2代码段修改如下:
8Q`WB0E<| Dim Linear2
_K2?YY(#> for m=1 to 8
d4[(8}
x$/ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
\~rlgxd Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
dm rps+L Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
r WtZj} A Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$*[{J+t_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
CC ijf] + Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
@pV5}N[] Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
K2_Qu't0$ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
.o{0+fC# hi =XYC, 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。
4tA_YIv
图3.光栅布局通过VB脚本生成
G*
%t' jX9 z|R ,& ~: 设置仿真参数
M
s9E@E 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
k4J8O3E 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
USJ- e TE simulation
pfuW Mesh Delta X: 0.015
gv15t' y9 Mesh Delta Z: 0.015
-php6$| Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
UQ Co}vM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
T4e\0.If Number of Anisotropic PML layers: 15
B=L&bx 其它参数保持默认
.uo .N 运行仿真
]T!
}XXK • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
FaTa(3$% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
KP;(Q+qTx • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
AT
Zhr.
H co 4h*?q 远场分析
衍射波
V2Q$g^X' 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
wJb#g0 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
#(Or|\t 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
%3;Fgk y 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
XhzGLYb~I` 图4.远场计算对话框
',7??Q7j&v t,)N('m}= 5. 在远场对话框，设置以下参数：
wbyE;W Wavelength: 0.63
Q~D`cc|] Refractive index: 1.5+0i
j o +w> Angle Initial: -90.0
w
JwX[\ Angle Final: 90.0
1x J
TWWj- Number of Steps: 721
q} Z3?W
Distance: 100, 000*wavelength
~%u|[$ Intensity
>Y 1{r Sk `[#x_<\t 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
$$Vt7"F 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
rI$`9d 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
