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：
g % q7 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'1 ~mnmiP •光栅布局
模拟和后处理分析
?T7`E q 布局layout
!O@qqg(> 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
D *Siy ; 图1.二维光栅布局
jeN_
sm81b %((F} 9_6 用VB脚本定义一个2D光栅布局
!\JG]2 \ vpv PRw J 步骤：
& oZI. Qeo 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
W!4GL>9m}A 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 yf*MG&} Wafer Dimensions：
SY`NZJK Length (mm): 8.5
_Z#yI/5r Width (mm): 3.0
E+dr\Xhv zc'!a" 2D wafer properties:
*oY 59Yf Wafer refractive index: Air
Q5;K m1( 3 点击 Profiles 与 Materials.
@'?<9 2A wHWd~K_q 在“Materials”中加入以下
材料：
2fO ~%!.G Name: N=1.5
L= Dd` Refractive index (Re:): 1.5
E$ q/4 '-D-H}%;}M Name: N=3.14
=9i:R !,W Refractive index (Re:): 3.14
|08 tQ AQ32rJT8c` 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Axk
p Name: ChannelPro_n=3.14
AVOqW0Z+y 2D profile definition, Material: n=3.14
(jP N+yQ KG'4;Z5J Name: ChannelPro_n=1.5
x7L$x=8s 2D profile definition, Material: n=1.5
4Yt:PN 2 @8DB Ln w 6．画出以下波导结构：
7{D +\i a. Linear waveguide 1
}bIEW ho Label: linear1
J}i$ny_3OB Start Horizontal offset: 0.0
qe"5& cc1 Start vertical offset: -0.75
Wgq*| teW End Horizontal offset: 8.5
}{ pNasAU End vertical offset: -0.75
ykRKZYfsw( Channel Thickness Tapering: Use Default
#`:60#l Width: 1.5
|LcN_ , }6 Depth: 0.0
Cm JI" Profile: ChannelPro_n=1.5
%HL@ O]ftS LdU, 32 b. Linear waveguide 2
ti`z:8n7 Label: linear2
~fA dOh Start Horizontal offset: 0.5
yh]#V"W3 Start vertical offset: 0.05
C&NoEtL>s End Horizontal offset: 1.0
F{[2|u(4 End vertical offset: 0.05
jzI\Q{[m' Channel Thickness Tapering: Use Default
3+{hO@ O Width: 0.1
>H ic
tH Depth: 0.0
ro}plK(<WQ Profile: ChannelPro_n=3.14
YXg:cXE8e Mn7 y@/1 7.加入水平平面波：
s)375jCga Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hN yYk(t^ Input field Transverse: Rectangular
w<J$12
"p+ X Position: 0.5
W 2%(a0p Direction: Negative Direction
OB6I8n XW Label: InputPlane1
g5V9fnb!d 2D Transverse:
bNevHKS Center Position: 4.5
4oT2 5VH Half width: 5.0
[k@D}p
x Titlitng Angle: 45
A}~ hc&J Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
uTbI\iq 图2.波导结构（未设置周期）
>`5iq.v 9H1R0iWW 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
;# EB0TK 将Linear2代码段修改如下:
8$v17 3 Dim Linear2
9V.)=*0hp for m=1 to 8
uE VRk9nb Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
JI3AR
e?y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/ w_ Sc{ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
42Gr0+Mb Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%ghQ#dZ]& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
, *e^,|# Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
xPQO}wKa Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
_UjAct]6
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
wjq f u / OJ@';ZyT= 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。
e~'y %| D 图3.光栅布局通过VB脚本生成
: n0(g B 9w11kut-! 设置仿真参数
W E|L{ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
q jDW A' 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
1
YMaUyL
1 TE simulation
6M "J3\
x Mesh Delta X: 0.015
z+PSx'#} Mesh Delta Z: 0.015
: 60PO Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
45/f}kvy 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
]8+ %57:E Number of Anisotropic PML layers: 15
baR{ 其它参数保持默认
qAR~j s`5 运行仿真
"Z &qOQg%3 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
x:xKlPGd • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
q{yz]H, • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
*S~. KW [ ~UK)
p;| 远场分析
衍射波
YwoytoXK 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
LP@Q8{' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
"}7K>|a 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
%j2YCV7 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)
=c-j4xna> 图4.远场计算对话框
*r:8=^C7S lk6mu 5. 在远场对话框，设置以下参数：
FxM`$n~K Wavelength: 0.63
ETS Bd[ Refractive index: 1.5+0i
[NeOd77y Angle Initial: -90.0
~;UK/OZ Angle Final: 90.0
Yx(?KN7V? Number of Steps: 721
OjJlGEl w Distance: 100, 000*wavelength
*/nb%QV Intensity
q$:T<mFK$ i&mu=J[ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
&1]}^/u2 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
?h1]s&^| 2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
