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：
>=+: lD •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
K}j["p<! •光栅布局
模拟和后处理分析
&h<\jqN / 布局layout
i]
I{7k 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}gR!]Cs)^ 图1.二维光栅布局
*&nIxb60b{ Z&![W@m@0N 用VB脚本定义一个2D光栅布局
=Sp+$:q* 9m+ejT K{U 步骤：
`$oy4lDKQ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q4y sTm 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 n) t'?7 Wafer Dimensions：
o0}kRL Length (mm): 8.5
GnFm*L Width (mm): 3.0
V7}]39m(s LuE0Hb"S8 2D wafer properties:
E3"j7y[S Wafer refractive index: Air
/a7N :Z_Bz 3 点击 Profiles 与 Materials.
&rbkw<=j \'9(zb vz9 在“Materials”中加入以下
材料：
vBLs88 Name: N=1.5
4Wk`P]?^ Refractive index (Re:): 1.5
]*]#I?&'Hx ~LF1$Cai Name: N=3.14
N eC]MW Refractive index (Re:): 3.14
8c3/n -SlAt$I J 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
X@pc L{T! Name: ChannelPro_n=3.14
?[#4WH-G 2D profile definition, Material: n=3.14
4L _AhX7 k@
So l6 Name: ChannelPro_n=1.5
uGU-MC * 2D profile definition, Material: n=1.5
#\ l#f8(l dh-?_|" 6．画出以下波导结构：
yW]>v>l:Eg a. Linear waveguide 1
8O| w( z Label: linear1
W!R7D%nX Start Horizontal offset: 0.0
cof+iI~9O% Start vertical offset: -0.75
E|"QYsi.Ck End Horizontal offset: 8.5
-_^#7] End vertical offset: -0.75
49tJ+J- N Channel Thickness Tapering: Use Default
ZYLPk<< Width: 1.5
o\N^Uu Depth: 0.0
s Uk&NM%> Profile: ChannelPro_n=1.5
Pah*, :qvA'.L/;z b. Linear waveguide 2
95.s, '0 Label: linear2
k[ a5D/b Start Horizontal offset: 0.5
?`3G5at)9f Start vertical offset: 0.05
Z \S'HNU End Horizontal offset: 1.0
x }.&?m End vertical offset: 0.05
*]>~lO1 Channel Thickness Tapering: Use Default
(gEz<}Av. Width: 0.1
},%, v2} Depth: 0.0
Ij?Qs{V Profile: ChannelPro_n=3.14
1B`Jv Ntd \F9Hs R6 7.加入水平平面波：
;% mdSaf Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
jL*s(Yq Input field Transverse: Rectangular
H 8A =]Gq X Position: 0.5
M!Ywjvw*)3 Direction: Negative Direction
}_fV v{D
Label: InputPlane1
FPkig`(3 2D Transverse:
:Tdl84 Center Position: 4.5
+:3p*x%1H Half width: 5.0
SN5Z@kK Titlitng Angle: 45
JpZ3T~Wrf Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
g+QNI M> 图2.波导结构（未设置周期）
:MI LOwF K_}81|= 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。
iUk# 0 I 将Linear2代码段修改如下:
:auq#$B Dim Linear2
Q5c13g2(c for m=1 to 8
?MD\\gN Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
h{CMPJj D Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
vFK!LeF% Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
;5:3 =F>ao Linear2.SetAttr "Depth", "0"
y<^h M6S?Z Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
jTN!\RH9NF Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
r?R!/`f Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
xz){RkVzP Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
r1zuc:W 1 fvM| Jb 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。
G\Q0{4w 8 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0c]3 ,# ee*E:Ltz\ 设置仿真参数
`_E@cZ4 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$`txU5#vs 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
x<>I n"QV TE simulation
(@c ZmU, Mesh Delta X: 0.015
84y #L[ Mesh Delta Z: 0.015
K~
VUD( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
= ~ ="# 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
qdwjg8fo4Z Number of Anisotropic PML layers: 15
L7B(abT9e 其它参数保持默认
PHqIfH [ 运行仿真
JDm7iJxc_ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
'
4 K f • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
xmwH~UWp • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
htHnQ4Q pd oCV 远场分析
衍射波
8EAkM*D w 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ym6 gj#2m 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
H:`[ $
^ 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
(Q6}N' T 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)
6Ej@;]^^- 图4.远场计算对话框
XkuZ2( WHv xBd 5. 在远场对话框，设置以下参数：
S1W(]%0/ Wavelength: 0.63
k?ksv+e\ Refractive index: 1.5+0i
&g5+ |g ( Angle Initial: -90.0
~
H $q Angle Final: 90.0
] z 5gC`E0 Number of Steps: 721
{9YNv<3 Distance: 100, 000*wavelength
4&^BcWqA*f Intensity
Wj#Gm uNG?`>4> 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
9`v[Jm% $m 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
^ n8r mh_% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
