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：
2Jo~ m_ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
>'}=.3\ •光栅布局
模拟和后处理分析
<ql w+RVt 布局layout
.Y(lB=pV 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
B&i0j5L 图1.二维光栅布局
bH\C5zt6( E<<p_hX8R 用VB脚本定义一个2D光栅布局
B?#k W!wj 9XoQO 9*Q 步骤：
S'!q}|7X 3 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
&`yOIX-H_ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 8@ %mnyQ Wafer Dimensions：
h^A3 0f_x Length (mm): 8.5
EzIs@} Width (mm): 3.0
)W1(tEq59 JS/M~8+Et 2D wafer properties:
:/v,r=Y9 p Wafer refractive index: Air
Jh43)#G- 3 点击 Profiles 与 Materials.
!0ce kSesr l 70,Jo?78 在“Materials”中加入以下
材料：
^.D}k Name: N=1.5
{ eEC:[ Refractive index (Re:): 1.5
%-#
q O ZM oJ#p( Name: N=3.14
eB= v~I3 Refractive index (Re:): 3.14
os1?6 z~ WDE e$k4. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
!6zyJc @01 Name: ChannelPro_n=3.14
Il{^
j6 2D profile definition, Material: n=3.14
L\ }Pzxn
n1*&%d'7 Name: ChannelPro_n=1.5
,{ ?q^" 2D profile definition, Material: n=1.5
I( ]BMMj -=$% { 6．画出以下波导结构：
20UqJM8 Ot a. Linear waveguide 1
#M5_e m4kN Label: linear1
$s- 9|Lbs` Start Horizontal offset: 0.0
P3iA(3I24< Start vertical offset: -0.75
2yln 7[a End Horizontal offset: 8.5
%M{k.FE( End vertical offset: -0.75
~n[b^b
Channel Thickness Tapering: Use Default
*O@sh Width: 1.5
A3AP51
! Depth: 0.0
v@8S5K J Profile: ChannelPro_n=1.5
B(j 02<- #>8T*B b. Linear waveguide 2
{~"7vkc+ Label: linear2
tu\mFHvlg Start Horizontal offset: 0.5
iOT)0@f' Start vertical offset: 0.05
r^$\t0h(U8 End Horizontal offset: 1.0
Ue(r} * End vertical offset: 0.05
E'5Ajtw; Channel Thickness Tapering: Use Default
2Co@+I[,4& Width: 0.1
3{N\A5 ~ Depth: 0.0
aje^Z=] Profile: ChannelPro_n=3.14
?ork^4 $s [6D>f?z 7.加入水平平面波：
J &!B|TS Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
u8Y~_)\MA Input field Transverse: Rectangular
dQ: ?<zZ X Position: 0.5
L@w0N)P<!{ Direction: Negative Direction
l8z%\p5cR Label: InputPlane1
GDF{Lf)/v 2D Transverse:
ht?CH Uu Center Position: 4.5
||uZ bP@ Half width: 5.0
ajW[eyX Titlitng Angle: 45
xE%O:a?S Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
!#q{ Z>H` 图2.波导结构（未设置周期）
jm[}M ?>sQF4 V" 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。
Bn\ l'T 将Linear2代码段修改如下:
$^t<9" t Dim Linear2
?^|QiuU:n for m=1 to 8
< CDA" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
p ZtgIS(3 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
OCCEL9d Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
v"rl5x Linear2.SetAttr "Depth", "0"
3[VWTq)D= Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J' W}7r Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
@7-= zt+f Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
$,TGP+vH Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
t\8&*(&3F N[pZIH5ho= 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Gz ?2b#7v
图3.光栅布局通过VB脚本生成
RU6 KIg{H [g#s&bF 设置仿真参数
l^P#kQA 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
0 h22V$ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
V] rhVMA TE simulation
Rp0|zP,5 Mesh Delta X: 0.015
yO=p3PV d Mesh Delta Z: 0.015
c f)J ) Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
n12UB vc}% 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
4.8nY\_WF Number of Anisotropic PML layers: 15
3L>d!qD 其它参数保持默认
|Ab{H% 运行仿真
2JVxzj<~` • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ryg4h Hspl • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
w:}C8WKw • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
V5AW&kfd u_LY\'n 远场分析
衍射波
Gg|M+M?+ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"}@i +oS 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
(= 9 wo 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
Vv8_\^g ] 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)
X8b|]Nr 图4.远场计算对话框
~ ].ggcl`w 4O(@'#LLz 5. 在远场对话框，设置以下参数：
=NZ[${7mq Wavelength: 0.63
4=xq:Tf Refractive index: 1.5+0i
L]I3P| y_ Angle Initial: -90.0
?g3 ]~;# Angle Final: 90.0
]9*;;4M g Number of Steps: 721
'a#mViPTQ) Distance: 100, 000*wavelength
`4V"s-T' Intensity
zmiZ] uq Fnb2.R'+ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_ij$f< 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
"~/9F 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
