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：
i|{psA •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
syw uS •光栅布局
模拟和后处理分析
C_J@:HlJ 布局layout
>az~0PeEL 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~ ky;[ 图1.二维光栅布局
|3~m8v2 - i8?oe%9l 用VB脚本定义一个2D光栅布局
k^cZePqE6d 1o&z A<+NY 步骤：
LAC&W;pJ" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Phi5;U! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,yC..aI Wafer Dimensions：
H4ie$/[$8 Length (mm): 8.5
%np(z&@ wi Width (mm): 3.0
VJ\q p% :6Z2@9.}w 2D wafer properties:
3t<a3"{9 Wafer refractive index: Air
O84:ejro 3 点击 Profiles 与 Materials.
o9}\vN0F gnH {_ 在“Materials”中加入以下
材料：
,ciX *F" Name: N=1.5
iZG-ca Refractive index (Re:): 1.5
JtO}i{A )B]s.w Name: N=3.14
]EHsRd Refractive index (Re:): 3.14
v]M:HzP g7! LX[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
w1I07 ( Name: ChannelPro_n=3.14
0U7G l9~ 2D profile definition, Material: n=3.14
;~0q23{+;U XncX2E4E Name: ChannelPro_n=1.5
AO8 #l
YP? 2D profile definition, Material: n=1.5
:;_}Gxx z-MQGq xR 6．画出以下波导结构：
H5 z1_O_+ a. Linear waveguide 1
BI%^7\HZ Label: linear1
(2eS :1+'8 Start Horizontal offset: 0.0
,marNG Start vertical offset: -0.75
,<
g%}P/ End Horizontal offset: 8.5
E2 M<I;:EA End vertical offset: -0.75
E#_/#J]UQn Channel Thickness Tapering: Use Default
)(,O~w Width: 1.5
Y$>NsgQn6 Depth: 0.0
9}QIqH\p Profile: ChannelPro_n=1.5
+IS6l*_y>6 $ ,K@xq5 b. Linear waveguide 2
F'|K>!H Label: linear2
pyV`O[ Start Horizontal offset: 0.5
^B1Ft5F`b Start vertical offset: 0.05
\i+AMduAo End Horizontal offset: 1.0
c1E{J <pZ End vertical offset: 0.05
Q~(Qh_Ff Channel Thickness Tapering: Use Default
S"*k#ao Width: 0.1
nl}L T/N Depth: 0.0
JOG- i Profile: ChannelPro_n=3.14
Pd+ *syOM SZT n=\ 7.加入水平平面波：
V WzQXo Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
VHPqEaR Input field Transverse: Rectangular
SZXSVz0j X Position: 0.5
PESvx>: Direction: Negative Direction
Z-lhJ<0/Pa Label: InputPlane1
.u\$wJ9Ai 2D Transverse:
k6"(\d9o Center Position: 4.5
h[u@UGK% Half width: 5.0
:xHKbWz6j Titlitng Angle: 45
T;3qE1c Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+F q_w 图2.波导结构（未设置周期）
;`/a. /bc Zj -#"Gm 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。
9n is8 将Linear2代码段修改如下:
x"sbm Dim Linear2
w2xD1oK~o for m=1 to 8
R`]@.i4tt Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
c BqbbZyUk Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
@?e~l:g})g Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
EC5 = 2w< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
OLIMgc(W Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
-HGRr WS Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Ce-=
- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
kSiyMDY- Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
$1 B?@~& md<^x(h"< 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
6O,k! y> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
:l"B NT[/ vE,^K6q0` 设置仿真参数
0^tY|(b3/M 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
eCR^$z=c 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
=v^#MU{k? TE simulation
`Y.~e E Mesh Delta X: 0.015
|pS]zD Mesh Delta Z: 0.015
[K,P)V> K Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@5wc 3y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
)NhC+=N Number of Anisotropic PML layers: 15
im9 w|P 5 其它参数保持默认
,\iXZ5"R 运行仿真
&k,DAx`rN; • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
pT GGJ, • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
p?#T^{Quz~ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
C_>XtcU tz2=l.1 远场分析
衍射波
;v\s 7y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
IV!` ~\@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
EPn!6W5^ 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
C R23$<FC 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)
l0^ cdl- 图4.远场计算对话框
vu@.;-2E% f6K.F 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/0qb Rk i Wavelength: 0.63
FS=yc.Q_ Refractive index: 1.5+0i
T5|kO:CbHq Angle Initial: -90.0
, @UOj= Angle Final: 90.0
'u x!:b" Number of Steps: 721
5PZ!ZO& Distance: 100, 000*wavelength
(_4D ZMf Intensity
?Xvy0/s5 >i*,6Psl[Z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
O6/ vFEB 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%m dtVQ@ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
