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：
4arqlz lo •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
jVdR y{MH •光栅布局
模拟和后处理分析
`514HgR 布局layout
:n0czO6 E 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
_ -6IB> 图1.二维光栅布局
VV'*3/I _@] uHp| 用VB脚本定义一个2D光栅布局
)Up'W hAi`2GP. 步骤：
k\/id d[ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
CT2L }5L& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 P&$ m2^K Wafer Dimensions：
i!KZg74V Length (mm): 8.5
Fi 3k Width (mm): 3.0
,'}qLor p 3`odm bN 2D wafer properties:
xPp\OuwK Wafer refractive index: Air
~[*\YN); 3 点击 Profiles 与 Materials.
gR#lRA/ Bk44 wz2 X 在“Materials”中加入以下
材料：
.ey=gI!x0 Name: N=1.5
5`t MH gQO Refractive index (Re:): 1.5
1&2X*$]y P-Up v6J3 Name: N=3.14
u6#FG9W 7 Refractive index (Re:): 3.14
L kK# =v 2N /4. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
n`TXm g Name: ChannelPro_n=3.14
) 1PjI9M 2D profile definition, Material: n=3.14
=k0qj_ Xg^9k00C Name: ChannelPro_n=1.5
#]vs*Sz 2D profile definition, Material: n=1.5
5J vrQGvL :Sc"fG,g) 6．画出以下波导结构：
|,)=-21&; a. Linear waveguide 1
=" Sb>_ Label: linear1
|G(9mnZ1 Start Horizontal offset: 0.0
>0 c4C< _ Start vertical offset: -0.75
vw5f|Q92 End Horizontal offset: 8.5
0 v> *P* End vertical offset: -0.75
Nk
~"f5q7 Channel Thickness Tapering: Use Default
V'Z Z4og Width: 1.5
_VM()n; Depth: 0.0
40i]I@:JK Profile: ChannelPro_n=1.5
L0QF(:F5 G[4$@{ b. Linear waveguide 2
W? SFt z Label: linear2
:GBM`f@ Start Horizontal offset: 0.5
8~@?cy1j! Start vertical offset: 0.05
!kG 2$/lR End Horizontal offset: 1.0
<RaUs2Q3. End vertical offset: 0.05
l2|[ Channel Thickness Tapering: Use Default
s k>E(Myo Width: 0.1
@4FG &
>kQ Depth: 0.0
O86[`, Profile: ChannelPro_n=3.14
s%OPoRE PN"s ^]4 7.加入水平平面波：
UD 6:X&Un Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Smc= -M} Input field Transverse: Rectangular
IizPu4 | X Position: 0.5
Rv=rO| &] Direction: Negative Direction
YQ
_]Jv k Label: InputPlane1
I|eY eJ3 2D Transverse:
XhEJF ! Center Position: 4.5
[!'fE #"a Half width: 5.0
z-g"`w:Lj Titlitng Angle: 45
}\Ri:&? Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
/t=Fx94 图2.波导结构（未设置周期）
D\C jR6DE 8Ts_;uId 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
s-lNpOi 将Linear2代码段修改如下:
XtP5IN\S Dim Linear2
2zN "*Wkn for m=1 to 8
_7=LSf,9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
hwj:$m R Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
q:a-td v2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
*{fL t Linear2.SetAttr "Depth", "0"
-qNun3 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
,B8u?{O Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Gw@]w;ed Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tmVGJ+gz Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_i@4 R< 29tih{ xx 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。
6 t!PHA 图3.光栅布局通过VB脚本生成
`SM37({ c k,GAHM"' 设置仿真参数
6U(M HxY 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
0CR~ vQf#r 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Sp JIEw TE simulation
=,w(D~ps Mesh Delta X: 0.015
Zv|TvlyT" Mesh Delta Z: 0.015
U
rL|r. Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@{LD_>R 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
5SQqE@g% Number of Anisotropic PML layers: 15
n 5s2\ ( 其它参数保持默认
<4%cKW0 运行仿真
fMl uVND • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2Sb68hJIE • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
/k H
7I • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
1ww#]p`1 J2av t 远场分析
衍射波
5 !jU i9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
0hv}*NYd 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
AU3>v 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
D\0 q lCAs 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)
ZgI ?#e 图4.远场计算对话框
3!qp+i)? Y DW V=/ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Wz&[ cj Wavelength: 0.63
9?38 /2kX4 Refractive index: 1.5+0i
~pWV[oUD Angle Initial: -90.0
L{F[>^1Sb
Angle Final: 90.0
.u3Z*+ Number of Steps: 721
y *7 {S{9 Distance: 100, 000*wavelength
<Gw>}/-^ Intensity
/L^pU-}Z0 0i4XS*vPv 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'4e,
e|r 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
H{U(Rt]K 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
