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：
2uk x (Z
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
6`$[Ini •光栅布局
模拟和后处理分析
R[1BfZ 6s 布局layout
L7mz#CMWf 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
nMoWOP' 图1.二维光栅布局
\;]kYO} `!G7k 用VB脚本定义一个2D光栅布局
]$M<]w,IJ2 WA)Ij(M8 p 步骤：
g6sjc,` 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
\m@Y WO?L 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 l
SkEuN Wafer Dimensions：
4S
L _-Hm. Length (mm): 8.5
|z^pL1Z]5 Width (mm): 3.0
(\d K4JJ BN@,/m9OQ% 2D wafer properties:
sg'NBAo" Wafer refractive index: Air
E=/[s]@5 3 点击 Profiles 与 Materials.
4?/7
bc 8,o17}NY, 在“Materials”中加入以下
材料：
{@r*+~C3 Name: N=1.5
EX ?h0Uy Refractive index (Re:): 1.5
V+w u }#= O d e Name: N=3.14
16@); Ot Refractive index (Re:): 3.14
HP a|uDVv 9b6!CNe! 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[BBpQN.^q6 Name: ChannelPro_n=3.14
Zj-BuE&@f 2D profile definition, Material: n=3.14
c6b0*!D"} cD{8|B* Name: ChannelPro_n=1.5
1. SkIu% 2D profile definition, Material: n=1.5
Qa$NBNxKl ]@SU4 6．画出以下波导结构：
_2jw,WKr a. Linear waveguide 1
pIVq("& Label: linear1
{TL +7kiX/ Start Horizontal offset: 0.0
'@:[axu Start vertical offset: -0.75
j;2<-{ End Horizontal offset: 8.5
C(]'&~}( End vertical offset: -0.75
A/K hk2-: Channel Thickness Tapering: Use Default
JCQ:+eqt Width: 1.5
q{X T Depth: 0.0
7<yp"5><) Profile: ChannelPro_n=1.5
\>)f5 gV@ _=6 OP8 b. Linear waveguide 2
/R%^rz'w Label: linear2
B
<+K<,S Start Horizontal offset: 0.5
X &\o{w9% Start vertical offset: 0.05
+8UdvMN End Horizontal offset: 1.0
JIUtj7 HQ End vertical offset: 0.05
w4{ y "A Channel Thickness Tapering: Use Default
GOW"o"S Width: 0.1
d,R6` i Depth: 0.0
"2mFC! Profile: ChannelPro_n=3.14
~|R[O^9B p^8 JLC 7.加入水平平面波：
wZv-b*4 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
z{6 YC~ Input field Transverse: Rectangular
>Me]m<$E; X Position: 0.5
Za!w#j%h Direction: Negative Direction
-SJSTO[/J Label: InputPlane1
p ruWO'b` 2D Transverse:
/p$ =Cg[K Center Position: 4.5
?
: m d Half width: 5.0
5w-JPjH Titlitng Angle: 45
m;h<"]< Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
G{A)H_o* 图2.波导结构（未设置周期）
A7(M,4`6 XTj73 MWY 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" bD\% 将Linear2代码段修改如下:
vfXJYw+6_ Dim Linear2
=yh3Nd:u for m=1 to 8
QSmJ `Bm Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
x(vai1CrdH Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
.Qfnd# Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
BVAr&cu Linear2.SetAttr "Depth", "0"
O!] ;_q/ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
!2tw, QM Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
eKJ:?Lxv; Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
&9@gm --b: Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
<N5rv3
s bqjr 0A7{ 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。
kdBV1E+:C 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Wo 2 v5- ^vn\4 设置仿真参数
:p&IX"Hh 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
;ct)H*
y 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
mo* '"/ TE simulation
}\4p3RQrz Mesh Delta X: 0.015
/B=l,:TnJ Mesh Delta Z: 0.015
qM*S*,s Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Q^|6J# o[9 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Ym:{Mm=ud Number of Anisotropic PML layers: 15
Nor`c+,4 其它参数保持默认
oc((Yo+B 运行仿真
[88{@) • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
enPLaiJ'|q • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
,,}s K • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
K{N%kk%F Tr$i=
M 远场分析
衍射波
J&
)#G@fRX 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
w`0)x5
TGR 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
&
L3UlL 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
]xI?,('_m 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
'jN/~I 图4.远场计算对话框
fZ{&dslg }/ 4 9T 5. 在远场对话框，设置以下参数：
M`bL5J; Wavelength: 0.63
y 3IA ' Refractive index: 1.5+0i
`LE^:a:8, Angle Initial: -90.0
;fj9 n- Angle Final: 90.0
?-d
Ain1w Number of Steps: 721
K Ka c6Zj Distance: 100, 000*wavelength
|&Au6 3 Intensity
u2\+?`Ox R|$[U 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
XL&hs+Y 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
}}s8D>;G~ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
