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：
vI0,6fOd6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_,)_(R , h •光栅布局
模拟和后处理分析
U4fv$gV 布局layout
] xHiy+ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
6j XDLI 图1.二维光栅布局
_.Hj:nFHz 6XF Ufi+ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
3qf#NJN} G3io!XM)D 步骤：
"Zh,;)hS 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
SsTBjIX 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 QK[^G6TI Wafer Dimensions：
^tGAJ_b 79 Length (mm): 8.5
qnboXGaFu Width (mm): 3.0
41<h |WA T`":Q1n 2D wafer properties:
F: T(-, Wafer refractive index: Air
g:ky;-G8b 3 点击 Profiles 与 Materials.
os"R'GYmf [*p;+&+/ZM 在“Materials”中加入以下
材料：
\efDY[j/ Name: N=1.5
L?+N:G
Refractive index (Re:): 1.5
rHB>jN@$ |ugdl|f Name: N=3.14
* @]wT ' Refractive index (Re:): 3.14
q"<=^vi Lw,}wM5X 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
m(U.BXo Name: ChannelPro_n=3.14
SNOc1c<~ 2D profile definition, Material: n=3.14
_>\33V-?b :38h)9>RK Name: ChannelPro_n=1.5
E> GmFw 2D profile definition, Material: n=1.5
<Y7j ' n v4s4D1} 6．画出以下波导结构：
t2)uJN`a$X a. Linear waveguide 1
6Q7 =6 Label: linear1
a<q9~QS Start Horizontal offset: 0.0
]pBEoktp Start vertical offset: -0.75
k-
9i End Horizontal offset: 8.5
IC'+{3.m8 End vertical offset: -0.75
hRX9Du`$ Channel Thickness Tapering: Use Default
y,`n9[$K\ Width: 1.5
#~nXAs]Q Depth: 0.0
Ve%ua]qA Profile: ChannelPro_n=1.5
j!i* & /)J]ItJlz b. Linear waveguide 2
>8I~i:hn Label: linear2
d.~ns4bt9 Start Horizontal offset: 0.5
G<-KwGy,D Start vertical offset: 0.05
k1xx>=md|C End Horizontal offset: 1.0
H"? 5]!p End vertical offset: 0.05
a5/, O4Q Channel Thickness Tapering: Use Default
Db|JR Width: 0.1
eUQmW^
Depth: 0.0
8A&N +sT Profile: ChannelPro_n=3.14
X5/j8=G H` V[kJ;YLPN 7.加入水平平面波：
- @>]iBl Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
;%2+ Tc-7I Input field Transverse: Rectangular
6
:3Id X Position: 0.5
\- ]Jm[]^ Direction: Negative Direction
Al *=%nY Label: InputPlane1
KyX2CfW}t 2D Transverse:
eR5q3E/;G Center Position: 4.5
wsB-(
0- Half width: 5.0
\A \ Titlitng Angle: 45
m}? jU Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ty['yV-;a 图2.波导结构（未设置周期）
a. D cmy{ @-S7)h>~ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
@JhkUGG]p 将Linear2代码段修改如下:
Tdh.U {Nz Dim Linear2
u;nn:K1QFr for m=1 to 8
@4*eH\3 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
yOlVS@7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
)
6Q JZ$ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
L@[}sMdq( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
n^;-& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
B"> Ko3 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=p[Sd*d Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
S; Sy .Lp Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
VO:
o'$ - 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。
-FZNk } 图3.光栅布局通过VB脚本生成
h !(#
/ }|Q \@3& 设置仿真参数
` $1A;wg< 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
G2wSd'n*y 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
C<a&]dN/ TE simulation
H?r~% bh Mesh Delta X: 0.015
P l'lmUR Mesh Delta Z: 0.015
'j'6x'[> ] Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
\ky oA
Z 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
apJXRH` Number of Anisotropic PML layers: 15
W7|nc,i0\ 其它参数保持默认
a U.3 运行仿真
*^ [6uaa • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Adiw@q1 & • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
k}g4? • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
< Sd ef ^ <e
9d5-2 远场分析
衍射波
q m_r~j 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ux^rF 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
=jm\8sl~~ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Y]6d Yq{k 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
&k*oG: J3 图4.远场计算对话框
eVMnI yr :& &s*_ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Q$p3cepsK Wavelength: 0.63
bydI+pVMo Refractive index: 1.5+0i
*\:sHVyG( Angle Initial: -90.0
/z!y[ri+J Angle Final: 90.0
s^PsA9EAn Number of Steps: 721
,tZL" Distance: 100, 000*wavelength
8H };p u2 Intensity
I+Yq",{% !} x-o`a5 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
FU*q9s ` 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
45-x$o 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
