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：
%
*INT •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
e:n<E nT •光栅布局
模拟和后处理分析
X1-'COQS%& 布局layout
-^h' >. 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
H0`]V6+<f 图1.二维光栅布局
v~V!ayn)wQ .|b $NM 用VB脚本定义一个2D光栅布局
K<Iv:5-2 ,-d 0b0 步骤：
JJ2_h VU 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
]<rkxgMW> 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 MWpQ^dL_ Wafer Dimensions：
> A"v ed8 Length (mm): 8.5
bITPQ7+ Width (mm): 3.0
@l jA ~8P!XAU56% 2D wafer properties:
qr4pR-Gdr Wafer refractive index: Air
7gvnl~C( 3 点击 Profiles 与 Materials.
L`p4->C9A ERE)A-8 在“Materials”中加入以下
材料：
^2on.N q> Name: N=1.5
[~#WG/!: Refractive index (Re:): 1.5
1o;J,dYu +|'c>,?2H Name: N=3.14
au+kNF|Q Refractive index (Re:): 3.14
lG!|{z7+0 eWtZ]kB 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
#W'HR Name: ChannelPro_n=3.14
ke] Lw 2D profile definition, Material: n=3.14
lpeEpI/gM
(SDr!!V< Name: ChannelPro_n=1.5
`YLD`(\ 2D profile definition, Material: n=1.5
:'3XAntZA ;/fF,L{c 6．画出以下波导结构：
+*T 7 @1 a. Linear waveguide 1
F6OpN "UM' Label: linear1
=`:K{loxq Start Horizontal offset: 0.0
Ax?y Start vertical offset: -0.75
)ufg9"\ End Horizontal offset: 8.5
oe
|)oTv End vertical offset: -0.75
w' OX lR Channel Thickness Tapering: Use Default
,do v<U[ia Width: 1.5
6) -X Depth: 0.0
Jz.NHiLct1 Profile: ChannelPro_n=1.5
x:>wUhzZ (\a]"g,]v b. Linear waveguide 2
?_$=l1vf Label: linear2
Hl/
QnI! Start Horizontal offset: 0.5
?NR A:t(} Start vertical offset: 0.05
l@ H End Horizontal offset: 1.0
K[Kh&` T End vertical offset: 0.05
- UdEeZz. Channel Thickness Tapering: Use Default
6c "0}) p Width: 0.1
Co9QW/'i Depth: 0.0
Q}K#' Og Profile: ChannelPro_n=3.14
5b/|!{ o/6-3QUak 7.加入水平平面波：
XZJ+h,f Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
&8>IeK {I Input field Transverse: Rectangular
Nz+9 49X X Position: 0.5
wztA3ZL*W1 Direction: Negative Direction
X1Ac*oLN Label: InputPlane1
~Ro9u p 2D Transverse:
65p?I g b Center Position: 4.5
&nkW1Ner9 Half width: 5.0
H]p!\H Titlitng Angle: 45
WObvba K Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
.0iQad&duh 图2.波导结构（未设置周期）
x&9hI fX.>9H[w@~ 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。
sqJSSNt 将Linear2代码段修改如下:
MHai%E Dim Linear2
[}8|R0KF for m=1 to 8
YZ7|K< Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
X4t s)>"d Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
#hf
ak Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Av SM ^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
\B 0ywN? Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
@t`Xq1 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1_
C] *p Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
a{J,~2> Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
&f^l ^K 5: r'uGWW"w 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。
;._7jFj. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
k ^ %B5 IlE_@gS8 设置仿真参数
TJ'[-- 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@` Eg( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~J8pnTY TE simulation
?( m
jx Mesh Delta X: 0.015
+|@rD/I6 Mesh Delta Z: 0.015
* U $!I?
Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
iMFgmM| 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;3@YZM'wt Number of Anisotropic PML layers: 15
OhmQ, 其它参数保持默认
vRxM4O~" 运行仿真
f<*Js)k • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
P=+nB*hG • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\uq/ x^?yo • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
r"a5(Q;n .OqSch| 远场分析
衍射波
/43-;"%> 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D8nD/||;Z 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
''^Y>k 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
N,
*m , 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
U
uM$~qf/K 图4.远场计算对话框
ZA9sTc[
g ?N=m <fn 5. 在远场对话框，设置以下参数：
@81Vc<dJ Wavelength: 0.63
ZP $-uaa- Refractive index: 1.5+0i
*" 9 8L+ Angle Initial: -90.0
,i6RE
Angle Final: 90.0
nG , U>) Number of Steps: 721
3
M10fI? Distance: 100, 000*wavelength
ELjK0pE}- Intensity
$GQ-(/ TO*BH^5R 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Gqcz< =/ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Za7q$7F7Bc 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
