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：
eO5ktEo J •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'% 4P;HO •光栅布局
模拟和后处理分析
)y50Mb0+ 布局layout
&W_th\% 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
/J%do]PDl 图1.二维光栅布局
(}H ,ng'4 744=3v 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~^o=a? L`< k'13f,o} 步骤：
aPIr_7e 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
4 \Di,PPu 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ")\aJ8 Wafer Dimensions：
L=A \ J^% Length (mm): 8.5
tjzA)/T,4 Width (mm): 3.0
~@M 7 &%] $+VgDe5{S 2D wafer properties:
r#h {$iW Wafer refractive index: Air
0 4-Z vp2 3 点击 Profiles 与 Materials.
rZC3\,W Lo 3-X 在“Materials”中加入以下
材料：
$a d&#q7 Name: N=1.5
jPwef##~7 Refractive index (Re:): 1.5
D$pj# >q| Q-I~gs Name: N=3.14
`ut )+ T V Refractive index (Re:): 3.14
H`|0-`q c cr" ep 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
g5}7y\ Name: ChannelPro_n=3.14
26nBBS,; 2D profile definition, Material: n=3.14
+{>.Sk'$ FLbZ9pX} Name: ChannelPro_n=1.5
|HgfV@Han 2D profile definition, Material: n=1.5
z zJ^x8#R ~{QE L 2 6．画出以下波导结构：
/RF%1!M
K a. Linear waveguide 1
5Bj77?Z Label: linear1
Ru7L>(Njs Start Horizontal offset: 0.0
Uz >Yn&{y6 Start vertical offset: -0.75
:uR>UDlPX End Horizontal offset: 8.5
Yk7"XP[Y End vertical offset: -0.75
-Op@y2+c Channel Thickness Tapering: Use Default
TNsg pJ?\ Width: 1.5
$MT}l
Depth: 0.0
!$E~\uT Profile: ChannelPro_n=1.5
W:B }u\)C Q<'@V@H b. Linear waveguide 2
"'a qb~j^ Label: linear2
KZ\dB;W< | Start Horizontal offset: 0.5
S~&\o\"5 Start vertical offset: 0.05
=tq7z =k End Horizontal offset: 1.0
"gg(tp45 End vertical offset: 0.05
N l|^o{# Channel Thickness Tapering: Use Default
J[+Tj @n' Width: 0.1
Jk~UEqr+ Depth: 0.0
&Q+]t"OA! Profile: ChannelPro_n=3.14
#Y: ~UVV (\uA AW" 7.加入水平平面波：
Ns~ g+C9 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
5=.7\#D Input field Transverse: Rectangular
pP
oxVvG{ X Position: 0.5
|+mOH#Aty Direction: Negative Direction
Fj3^
#ly Label: InputPlane1
aKOf;^ @ 2D Transverse:
o3= .T+B Center Position: 4.5
<[FS%2,0mb Half width: 5.0
u= l0f6W Titlitng Angle: 45
- _w~J Cx Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
69OE T_AS> 图2.波导结构（未设置周期）
C &FN#B W9+ h0A- 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。
, Z4p0M 将Linear2代码段修改如下:
W&LBh% "g Dim Linear2
lk~dgky@ for m=1 to 8
|WUA1g Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
a(g$ d2H Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
(A|B@a!Y> Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.yG8B:7N2 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
: (RL8 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
FcY$k%;'Q Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
M +\rX1T Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
TA<hj [-8 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
L&rO 6 zH'!fhcy 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。
BMe72 图3.光栅布局通过VB脚本生成
U0zW9jB "1\(ZKG8^Q 设置仿真参数
bL#sn_(m 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@eA %(C 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
]~ >@%v& TE simulation
@ gY'YA8m Mesh Delta X: 0.015
t vK rc Mesh Delta Z: 0.015
7kOE/>P? Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
?F!W # 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
y K=S!7p\ Number of Anisotropic PML layers: 15
J~fuW?a]r 其它参数保持默认
( PyTq
5:F 运行仿真
{W]bU{%. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
TIKEg10I • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
u;QH8 LK • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
*C
ts FS ~ W Nl&v] 远场分析
衍射波
hw 7~i 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
t.gq5Y.[ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
G!-7ic_4 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
w
5!ndu 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)
m`[oT\ 图4.远场计算对话框
`\nON ^7J~W'hI 5. 在远场对话框，设置以下参数：
k{zs578h2 Wavelength: 0.63
qAnA=/k` Refractive index: 1.5+0i
#IH<HL)t%e Angle Initial: -90.0
~r{\WZ. Angle Final: 90.0
|C&%S"*+D Number of Steps: 721
Ks9FnDm8 Distance: 100, 000*wavelength
'nC3:U Intensity
#_?426Wfs dx k;@Tz 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
hw EZj`9 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-ryDsq 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
