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：
NRe=O*O •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
*o=( w5
•光栅布局
模拟和后处理分析
>5Sm.7}R 布局layout
zR}vR9Ls 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
d ?,wEfwp 图1.二维光栅布局
=%;TV Jk*a Q+E)_5_sA 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Acb %)Y @8SA^u0 步骤：
0 8nA} +k 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Dh9C9<Ta: 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 NcIr;
} Wafer Dimensions：
LT/ *y= Length (mm): 8.5
Ys@\~?ym+ Width (mm): 3.0
)79F"ltz h kg$w<C@#" 2D wafer properties:
sTi3x)#x B Wafer refractive index: Air
Qmj%otSg 3 点击 Profiles 与 Materials.
3u= >Y^wu =K 9- 在“Materials”中加入以下
材料：
~fz9PoC Name: N=1.5
TnPx.mwK\ Refractive index (Re:): 1.5
} DkdF ^<Sy{KY Name: N=3.14
a &hj| Refractive index (Re:): 3.14
qB3=w F I F^ 7qr 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ODPWFdRar Name: ChannelPro_n=3.14
N< aMUV m 2D profile definition, Material: n=3.14
3O?[Yhk`. 2| ERif;) Name: ChannelPro_n=1.5
D (">bR)1 2D profile definition, Material: n=1.5
oD%B'{Zs4 = /=?l 6．画出以下波导结构：
W_| 7hwr a. Linear waveguide 1
>]?!9 @#IH Label: linear1
?"T *{8 Start Horizontal offset: 0.0
S6c>D&Q Start vertical offset: -0.75
WNiM&iU End Horizontal offset: 8.5
X@@ 7Qk End vertical offset: -0.75
t~
z;G%a Channel Thickness Tapering: Use Default
|`@ 7G`x Width: 1.5
c.;<+dYsm* Depth: 0.0
PKt;]T0 Profile: ChannelPro_n=1.5
8?$XT Kl*/{&,P b. Linear waveguide 2
~G 8haN4 Label: linear2
V(6Ql
j7 Start Horizontal offset: 0.5
#h2 qrX&+ Start vertical offset: 0.05
F3 <Ip~K End Horizontal offset: 1.0
e `IL7$ End vertical offset: 0.05
lC=T{rR Channel Thickness Tapering: Use Default
Zex`n:Wl?j Width: 0.1
8|IlJiJ~v Depth: 0.0
biAa& Profile: ChannelPro_n=3.14
8,?*e YNjb gqACI XR 7.加入水平平面波：
vA0f4W 8+ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
ag"Nf-o/Y Input field Transverse: Rectangular
sm;\;MP*yH X Position: 0.5
-|/*S]6kK Direction: Negative Direction
m~vEan dm Label: InputPlane1
!+ ??3-q 2D Transverse:
C'fQ Z,r-v Center Position: 4.5
OG2&=~hOz- Half width: 5.0
?YhG W
Titlitng Angle: 45
lgh+\ pj Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
87:V-*8 图2.波导结构（未设置周期）
v^(J+d_> '=>l& ; 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。
C:
a</Sl 将Linear2代码段修改如下:
8PO Lp9>X Dim Linear2
o\:vxj+%* for m=1 to 8
to;cF6X Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
z irnur1 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
`Bv, :i Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
%51HJB}C] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
8DZ
OPA Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
2B= +p8 3< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
t$b {zv9C Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
?
-`8w
_3 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
-5Ln 3\ O@ OJPi*i 5* 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。
T+)#Du 图3.光栅布局通过VB脚本生成
j'nrdr6n LkUi^1((e 设置仿真参数
4F?O5&329i 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
_:?b -44 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
A<[X @o}92 TE simulation
8Z(\iZ5Rgj Mesh Delta X: 0.015
b n0Rv Mesh Delta Z: 0.015
VyxX5Lrj Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
E#mpj~{- 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
1F94e)M)" Number of Anisotropic PML layers: 15
;&]oV`Ib 其它参数保持默认
F}=O Mo:. 运行仿真
$1;@@LSw • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
' |
bHu • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
6gJc ?+ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
mA0|W#NB
tf?"AY4 远场分析
衍射波
.*g^
i` 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
wxo{ gBq 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
:N
]H"u9X 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
?4MZT5 . 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)
#] FJx 图4.远场计算对话框
%3 VToj@`> /7p1 y v 5. 在远场对话框，设置以下参数：
oq9gG)F Wavelength: 0.63
R'x^Y" Refractive index: 1.5+0i
$o> 6Io|D Angle Initial: -90.0
u1_NC; Angle Final: 90.0
]5j1p6 ;(` Number of Steps: 721
^F`\B'8MF Distance: 100, 000*wavelength
tY6Qhhu S: Intensity
O*+,KKPt }- 15^2 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
5{O9<~, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
5WU ? Km 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
