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：
IA` voO$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Yj& Sb •光栅布局
模拟和后处理分析
D^6* Cwb 布局layout
~ n]5iGz 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
i|^Q{3?o# 图1.二维光栅布局
!J7`frv"( #%E`~&[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
aN0[6+KP; st RM *. 步骤：
>G5aFk 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
P=n_wE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [inlxJD Wafer Dimensions：
4zMvHe Length (mm): 8.5
m# {' 9 | Width (mm): 3.0
g"P%sA/E+ M|DMo i8x 2D wafer properties:
Sb`[ +i' ` Wafer refractive index: Air
s/"bH3Ob9v 3 点击 Profiles 与 Materials.
+_]Ui| l \L*%?~ 在“Materials”中加入以下
材料：
\jC) ;mk Name: N=1.5
/z-rBfdy^ Refractive index (Re:): 1.5
j[r}!;O d1D
f` Name: N=3.14
9mi@PW}1 Refractive index (Re:): 3.14
GeR#B;{ c]9g f\WW 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
N1'`^a y$ Name: ChannelPro_n=3.14
!P A:#]J 2D profile definition, Material: n=3.14
Jh\KVmfXN !K-1tp$ Name: ChannelPro_n=1.5
#p(gB)o:l 2D profile definition, Material: n=1.5
{lds?AuK Dd?G4xUG 6．画出以下波导结构：
'NtI bS a. Linear waveguide 1
Vh\_Ko\V5 Label: linear1
wo`.sB&T Start Horizontal offset: 0.0
[K4cxqlfk Start vertical offset: -0.75
hV7EjQ p End Horizontal offset: 8.5
e@h{Ns.1- End vertical offset: -0.75
G+c&e:ip< Channel Thickness Tapering: Use Default
bsQ 'kBD Width: 1.5
`LkrG9KV{ Depth: 0.0
1mmL`M1 Profile: ChannelPro_n=1.5
kORWj< hY4# 4A`I b. Linear waveguide 2
wiN0|h>, Label: linear2
p.W7>o,[w Start Horizontal offset: 0.5
|P5dv>tb
F Start vertical offset: 0.05
!`{?qQ[= End Horizontal offset: 1.0
I 1 ]YT End vertical offset: 0.05
>|SIqB<%: Channel Thickness Tapering: Use Default
31G :[;g Width: 0.1
$wM..ee Depth: 0.0
B
/;(#{U; Profile: ChannelPro_n=3.14
g}+|0F TV q'jOI_b 7.加入水平平面波：
1GN^ui a7 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
d*6f,z2= Input field Transverse: Rectangular
5Dkb/Ia gi X Position: 0.5
gT8(LDJ Direction: Negative Direction
Q6(~VvC- Label: InputPlane1
dy6zrgxygP 2D Transverse:
Q `bXsH Center Position: 4.5
LW<Lg N"L- Half width: 5.0
\92M\S Titlitng Angle: 45
o CC tjr Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
* B&P[n 图2.波导结构（未设置周期）
"Da 1BuX\ %wbdg& ^ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
12^uu)6Xm, 将Linear2代码段修改如下:
1EV bGe%b Dim Linear2
?6 2zv[# for m=1 to 8
;<i
u*a Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!{l% 3'2 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
?w/p 9j# Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
g V]4R"/ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%E%=Za Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0L>3 i8' Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
EeYL~ORdi Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
WoXAOj%iW Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
g+o$&'\ 8$-MUF, 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
*A9v8$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
%/2
` u `O7vPE 设置仿真参数
^6Aa^| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Jz''UJY/O 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
>.SO2w TE simulation
+vZYuEq_ Mesh Delta X: 0.015
=)bOteWM Mesh Delta Z: 0.015
IEm?'o: Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
7}xQ4M\u$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Y's=31G@ Number of Anisotropic PML layers: 15
G:e=9qTf 其它参数保持默认
}zA|M9%E 运行仿真
@C-dCC? • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
1
k!gR • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*c#DB{N • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
/%m?D o
k[mp( 远场分析
衍射波
D?ic~ -& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
7UBW3{d/u5 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
nIH(2j 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
@IL@|Srs8 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)
,GWa3.&.d 图4.远场计算对话框
OC5oxL2HTe !o|
ex+z; 5. 在远场对话框，设置以下参数：
+!@x H]; Wavelength: 0.63
7 _Vd%<: Refractive index: 1.5+0i
oxFd@WV5 Angle Initial: -90.0
]>)}xfL &, Angle Final: 90.0
#N T~GhWFf Number of Steps: 721
T72Li"00 Distance: 100, 000*wavelength
y2%[/L: u~ Intensity
>$}Mr%49 <!dZ=9^^ 1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
5@.8O VPz 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
oItC;T 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
