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：
gh9Gc1tKt •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
cnw?3/J •光栅布局
模拟和后处理分析
xg(* j[ff3 布局layout
shk yN 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
!)r1zSY"g 图1.二维光栅布局
4De2m iq ^7Z#g0{^w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_a]0<Vm C0 :<p3L!?8y 步骤：
K P@bz 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/Fj*sS8 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ntr& ? H Wafer Dimensions：
U{C& R&z Length (mm): 8.5
F_I.=zQr Width (mm): 3.0
D[p_uDIz BbIg]E/G 2D wafer properties:
:DG7Z Wafer refractive index: Air
[AHoT lPZ 3 点击 Profiles 与 Materials.
b ?U2g?lN: QnJd}(yN 在“Materials”中加入以下
材料：
f 7_V ] Name: N=1.5
~J:qG9|]} Refractive index (Re:): 1.5
%/n#{;c# X pH d" (* Name: N=3.14
OC6v%@xa Refractive index (Re:): 3.14
\yhj {QS.k / 1BqC3]tL 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
\x=j Name: ChannelPro_n=3.14
]q`'l_O 2D profile definition, Material: n=3.14
w~AW(
VX B<{Yj }.. Name: ChannelPro_n=1.5
Oh=E! 2D profile definition, Material: n=1.5
Mp`!zwR %#7 ] 6．画出以下波导结构：
mS?W+jy% a. Linear waveguide 1
U[O7}Nsb" Label: linear1
C2;Hugm4 Start Horizontal offset: 0.0
wh2Ljskda8 Start vertical offset: -0.75
_{2/ QP} End Horizontal offset: 8.5
2cQG2N2* End vertical offset: -0.75
$tqr+1P Channel Thickness Tapering: Use Default
,a34=, Width: 1.5
/B!Ik:c} Depth: 0.0
`f<&=_,xfH Profile: ChannelPro_n=1.5
K+<F ,
P z1m-t# v: b. Linear waveguide 2
rM0Idc.$&& Label: linear2
/ ? %1;s:' Start Horizontal offset: 0.5
m)ENj6A>yP Start vertical offset: 0.05
8&wN9tPYZ End Horizontal offset: 1.0
dZ kj|Ua~ End vertical offset: 0.05
aZ'(ar : Channel Thickness Tapering: Use Default
* "d['V3 Width: 0.1
_ SJ Fuv/ Depth: 0.0
0bfJD'^9RP Profile: ChannelPro_n=3.14
%~I%*=o[ ` InBhU> 7.加入水平平面波：
6<o2 0(? Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
G%MdZg &i Input field Transverse: Rectangular
b ^q%p 1 X Position: 0.5
"IJ 9vXI Direction: Negative Direction
)mu[ye"p Label: InputPlane1
U>hpYqf_ 2D Transverse:
|"+UCAU Center Position: 4.5
p5Wz.n.<' Half width: 5.0
.23Yqr'zT Titlitng Angle: 45
y_M,p?]^, Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
J'C% 图2.波导结构（未设置周期）
;m~%57 .;\ =`g@6S 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。
8SN4E 将Linear2代码段修改如下:
>Yx,%a@~R Dim Linear2
2 CRgOFR for m=1 to 8
GhR% f xe Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
%\B@!4] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ldWrv7. P Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
om{aws; Linear2.SetAttr "Depth", "0"
i:2e J. Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
'_ l5Br73= Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
UIo jXR< Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
zU2 Mno Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
,&LGAa RYV:?=D7s 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。
9 +!"[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
^ Is#_Z| B *otqu z 设置仿真参数
Q tl!f 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Rg7~?b- 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
r2=4Wx4( TE simulation
-'u z%2 { Mesh Delta X: 0.015
lNx:_g:SrZ Mesh Delta Z: 0.015
.$zo_~ mR Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
n{=N f|= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
evlz R/ Number of Anisotropic PML layers: 15
I(va;hG<o 其它参数保持默认
>dfk2.6e 运行仿真
R] "
jr • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
aA=7x& z@ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Qsg([K • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
=2/[n8pSsM N4u-tlA 远场分析
衍射波
HME`7 dw? 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
z+]YB5zK% 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
B qcFbY 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
bj_oA
i 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
jfjT::f>l 图4.远场计算对话框
S3sxK: =6xxZy[ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
W$`p ,$ .n Wavelength: 0.63
Pk^W+M_)~ Refractive index: 1.5+0i
dPmNX-'7 Angle Initial: -90.0
c4 iG tW Angle Final: 90.0
C n.x:I@r Number of Steps: 721
Q6hWHfS Distance: 100, 000*wavelength
)BmO[AiOM Intensity
jbTsr j"g ^ ^k]2oG 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~JTp8E9kw
7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
a1g aB:w5n 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
