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：
vRQ Os0F; •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
48D?'lW % •光栅布局
模拟和后处理分析
Do7=#|bAM 布局layout
%ati7{2! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
<v
0*]NiX 图1.二维光栅布局
kQ>^->w q1VH5'p@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Bn?V9TEoO Td\o9 步骤：
k\)Cw 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
W m& 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |Bo .4l X Wafer Dimensions：
d3Di/Iej Length (mm): 8.5
TbVn6V' Width (mm): 3.0
T )~9Wac aG`;OgrH 2D wafer properties:
.3qu9eP Wafer refractive index: Air
G'z{b$?/[ 3 点击 Profiles 与 Materials.
3.Gj4/f zDOKShG 在“Materials”中加入以下
材料：
~g ;
Name: N=1.5
K{ fsn4rk Refractive index (Re:): 1.5
LaMLv<)k 2{,n_w?Wy Name: N=3.14
A
Io|TD5{~ Refractive index (Re:): 3.14
n'FwM\ sq /]wzT: 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
bO5k6i Name: ChannelPro_n=3.14
]bdFr/!'S+ 2D profile definition, Material: n=3.14
>ezi3Zx^ @Yw,nQE)b Name: ChannelPro_n=1.5
K*-@Q0"KM{ 2D profile definition, Material: n=1.5
# uCB)n&. E - 5_{sc 6．画出以下波导结构：
xw^ .bz| a. Linear waveguide 1
P$Gj F-!: Label: linear1
& [mZD, Start Horizontal offset: 0.0
` Nh " Start vertical offset: -0.75
>JwLk[=j End Horizontal offset: 8.5
~V=<3 X End vertical offset: -0.75
po9
9 y- Channel Thickness Tapering: Use Default
>g ll-&;t Width: 1.5
{svn=H
/ Depth: 0.0
Bf`9V713 Profile: ChannelPro_n=1.5
O FkNl}D `6Qdfmk= b. Linear waveguide 2
K5t0L!6<+ Label: linear2
"6ECgyD+E! Start Horizontal offset: 0.5
G9P!_72 Start vertical offset: 0.05
/t<@"BoV End Horizontal offset: 1.0
d%@~mcH> End vertical offset: 0.05
vl E z9/H Channel Thickness Tapering: Use Default
:G w~7v_ Width: 0.1
s)
O[t Depth: 0.0
T\s)le Profile: ChannelPro_n=3.14
tMx}* l|] BKa-
k ! 7.加入水平平面波：
6M.;@t,Y Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
I&|f'pn^< Input field Transverse: Rectangular
Q?t^ @ X Position: 0.5
3oZ=k]\ Direction: Negative Direction
&hIRd,1# Label: InputPlane1
H5cV5E0 2D Transverse:
o KD/rI Center Position: 4.5
$h[Q Q- Half width: 5.0
r`S< A; Titlitng Angle: 45
xda;
K~w Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
i`(^[h
?; 图2.波导结构（未设置周期）
s pLZ2]A "<+ih0Ma 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。
X@)z80 将Linear2代码段修改如下:
j V gFZ, Dim Linear2
`p kM N for m=1 to 8
s^OO^%b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
x3ERCqTR Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
f
).1]~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
vP@v.6gS, Linear2.SetAttr "Depth", "0"
e(F42; $$ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
zjL.Bhiud Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
wu9=N
^x Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
>YtdA Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
60=m lOwS&4UT 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。
S\6[EQ65 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ow=UtA-^O fEE
/-}d 设置仿真参数
H =g.34 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
\,Lo>G`! 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
tGdf/aTjy TE simulation
39F
O f Mesh Delta X: 0.015
l%z< (L5 Mesh Delta Z: 0.015
\ o-&f: Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
-F"Q EL# 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
yV3^Qtb! Number of Anisotropic PML layers: 15
(R~]|?:wt 其它参数保持默认
if;71ZE 运行仿真
PfS: AI y • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
vzel# • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
CBQhIvq.d • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
;Yfv!\^ | C9DJO:f.2y 远场分析
衍射波
_qqr5NU 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
lDC$F N 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
K-<^ $VWh 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
+`M!D }! 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)
R .[Z]-X 图4.远场计算对话框
!|q<E0@w\ :M{Y,~cP 5. 在远场对话框，设置以下参数：
^ 5VK> Wavelength: 0.63
q {2I_[p Refractive index: 1.5+0i
%u^ J pC{E Angle Initial: -90.0
MC((M,3L Angle Final: 90.0
GT hL/M
Number of Steps: 721
u JR%0 E7! Distance: 100, 000*wavelength
Kz<@x`0 Intensity
X1[CX&Am .I VlEG0 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
``,k5!a66\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
M F6 0-VE 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
