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：
.|Y&,?k| Y •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
yhzZ[vw7k •光栅布局
模拟和后处理分析
d]!`II 布局layout
z [9f 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
f&ri=VJY\T 图1.二维光栅布局
'j27.R y. RjW<
H6a"K 用VB脚本定义一个2D光栅布局
EnD }|9
Vq>$ZlvS 步骤：
5wgeA^HE2y 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
'7;b+Vbl# 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 guc[du Wafer Dimensions：
_C nl| ' Length (mm): 8.5
zC< k4[ . Width (mm): 3.0
bDq[j8IT6 uW4wTAk;qh 2D wafer properties:
4_&+]S Wafer refractive index: Air
NuQ
l 3 点击 Profiles 与 Materials.
M` u& -6 c4i%9E+Af 在“Materials”中加入以下
材料：
/.m &rS Name: N=1.5
U?.cbB, Refractive index (Re:): 1.5
yuA+YZ TVs#, Name: N=3.14
7>,(QHl Refractive index (Re:): 3.14
{$H-7-O$ {a6cA=WTPd 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
e/s8?l Name: ChannelPro_n=3.14
O~~W P*N 2D profile definition, Material: n=3.14
MIF`|3$ , Z\. n 6 Name: ChannelPro_n=1.5
&'KJh+jJ
2D profile definition, Material: n=1.5
ckhU@C|=* NcMohpkq 6．画出以下波导结构：
6)j4- a. Linear waveguide 1
b;k3B7< Label: linear1
PqDffZ^z Start Horizontal offset: 0.0
;%W]b Start vertical offset: -0.75
~dz,eB End Horizontal offset: 8.5
-'%>Fon End vertical offset: -0.75
4#"_E:;PQ Channel Thickness Tapering: Use Default
:XFr"aSt Width: 1.5
=&~7Q" Depth: 0.0
c+A$ [ Profile: ChannelPro_n=1.5
kf j)`x uw>O|&! b. Linear waveguide 2
p'f8?jt Label: linear2
=9yh<'583 Start Horizontal offset: 0.5
oqUF_kh Start vertical offset: 0.05
CyXFuk!R End Horizontal offset: 1.0
,$A'Y End vertical offset: 0.05
}p|S3/G?$! Channel Thickness Tapering: Use Default
bo|3sN+D Width: 0.1
iKM!>Fi Depth: 0.0
>K;DBy* Profile: ChannelPro_n=3.14
a2%xW_e BL[ N 7.加入水平平面波：
?%A9}"q] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
kWMz;{I5*w Input field Transverse: Rectangular
fPBJ%SZ X Position: 0.5
[L ?^+p> Direction: Negative Direction
;lP/hG;` Label: InputPlane1
A~) # 2D Transverse:
h"3 Mj*s Center Position: 4.5
sD ,=_q@ Half width: 5.0
^g SZzJ5 Titlitng Angle: 45
XT%\Ce! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
f1w_ Cl 图2.波导结构（未设置周期）
j@u]( nf E*AI}:or; 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。
i@m@]-2 将Linear2代码段修改如下:
E^4}l2m_ Dim Linear2
l9 t|@9 for m=1 to 8
J ~.` Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
W"n0x8~sV Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
5RsO^2V: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ko {7^]gR Linear2.SetAttr "Depth", "0"
4&kC8
[ r Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
#1De#u Z Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Q].p/-[( Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
V jLv{f<p Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
bY UG4+rD o]M1$)>b + 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。
c> 0R_ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
z5p5=KOb /*2)|2w 设置仿真参数
Xti.yQx\ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
0fzH EL 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Mz 6PH)e; TE simulation
0,whTnH| Mesh Delta X: 0.015
\,S4-~(:! Mesh Delta Z: 0.015
]{ |
wU. Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
f]48-X,^6 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
`?G&w.Vs Number of Anisotropic PML layers: 15
BUS4 T#D 其它参数保持默认
$1 t
IC_ 运行仿真
E?-
~*T • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
=Hbf()cN) • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
v>0I =ut • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
C2 {*m{
D oy-y Q Y X 远场分析
衍射波
MfZamu5+F 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
(YM2Cv{ 4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
hVIv-> 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
A <_{7F9 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)
[vqf hpz 图4.远场计算对话框
;,/4Ry22j- 5=#2@qp 5. 在远场对话框，设置以下参数：
+rJDDIb Wavelength: 0.63
K7R!E,oPg Refractive index: 1.5+0i
Ae\: {[c_D Angle Initial: -90.0
U"RA*| Angle Final: 90.0
fjC FJ_ Number of Steps: 721
A0,h 7<i Distance: 100, 000*wavelength
,bzC| AK Intensity
UD=[::## jO-T1P']Y 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~BiLzT1, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
OS-k_l L 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
