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：
2Q ayM?k8 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
t(?<#KUB- •光栅布局
模拟和后处理分析
59!)j>f 布局layout
h&'=F)5 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
F2>%KuM 图1.二维光栅布局
o3h -=t 0kLEBoOh 用VB脚本定义一个2D光栅布局
<_:zI r, ' G#SL qZy 步骤：
Lk.h.ST 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/iC_!n u 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 C LK^ gZ Wafer Dimensions：
_t-7$d" Length (mm): 8.5
_ #'9kx|) Width (mm): 3.0
Do;#NLrW b a %K} j\M 2D wafer properties:
xm^95}80yh Wafer refractive index: Air
m m, lhIh 3 点击 Profiles 与 Materials.
|.w; r
rn" pKUd 在“Materials”中加入以下
材料：
A1_ J sS Name: N=1.5
oI@ 9}* Refractive index (Re:): 1.5
E`)Qs[? Gk -g~~] K% Name: N=3.14
H;I~N*ltJ( Refractive index (Re:): 3.14
(@Zcx9 8:{ q8xZ=k 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
7/>a:02 Name: ChannelPro_n=3.14
rYGRz#:~+ 2D profile definition, Material: n=3.14
Efr&12YSS -P#n T 2 Name: ChannelPro_n=1.5
wj%wp[KA$ 2D profile definition, Material: n=1.5
J
Jy{@[m treXOC9^B8 6．画出以下波导结构：
gpAHC a. Linear waveguide 1
o}~3JBn T Label: linear1
p@tp]u`7 Start Horizontal offset: 0.0
;r!\-]5$ Start vertical offset: -0.75
Ae3,^ End Horizontal offset: 8.5
0QoLS|voA/ End vertical offset: -0.75
Hs l{rN
Channel Thickness Tapering: Use Default
^saM$e^c: Width: 1.5
CG9ba | Depth: 0.0
J@`
8(\( Profile: ChannelPro_n=1.5
^<;w+% [MT [TCRB`nTQF b. Linear waveguide 2
JZ K7uB,X Label: linear2
d_T<5Hin Start Horizontal offset: 0.5
mP!N <K Start vertical offset: 0.05
1Z:R,\+L End Horizontal offset: 1.0
m!Af LSlwm End vertical offset: 0.05
KjYDFrR4 Channel Thickness Tapering: Use Default
uF<S Width: 0.1
*<k&#D"m Depth: 0.0
o+^Eu}[. Profile: ChannelPro_n=3.14
/"MJkM.~E P6we(I`"2 7.加入水平平面波：
XU-*[\ K Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
A&
=pw# Input field Transverse: Rectangular
o)! m$Q~v X Position: 0.5
PP-kz ;| Direction: Negative Direction
o 2}N=|& Label: InputPlane1
wlVvxX3% 2D Transverse:
XnA6/^ Center Position: 4.5
`, Zb2" Half width: 5.0
7j T}{
x Titlitng Angle: 45
CB({Rn Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
0n5!B..m} 图2.波导结构（未设置周期）
V{$Sfmey YFqZe6g0$ 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。
2 ` &<bt[g 将Linear2代码段修改如下:
6n-r Dim Linear2
z1Q2*:)c for m=1 to 8
J)huy\>, Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
jGiw96,Y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
o=mo/N4 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
I>Y{>S Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Bb_Q_<DT s Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
:rL?1" Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
yjd (UWE Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
%^!aB Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
^S=cNSpC )JX$/-
RD- 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
B _tQeM 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0BDo BR *|poxT G 设置仿真参数
tQ[]Rc 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
2_N/wR#=& 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
qp@m&GH TE simulation
hiIya WU Mesh Delta X: 0.015
0Jg+sUs{ Mesh Delta Z: 0.015
4y>(RrVG Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
P4[]qbfd, 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
QQq/5r4O`q Number of Anisotropic PML layers: 15
GoL|iNW` 其它参数保持默认
@E(P9zQ/zy 运行仿真
yDuq6`R* • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7@@ <5&mN • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Z+,CL/ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
wo]ks}9 ,\}k~ U99 远场分析
衍射波
!U[:5@s06 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
& L'6KEahR 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
!"%S#nrL$ 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
)r pD2H 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)
?cJA ^W 图4.远场计算对话框
TR?Bvy2s:g >qn+iI2U 5. 在远场对话框，设置以下参数：
&~}@u[=ux Wavelength: 0.63
90(UgK&Y Refractive index: 1.5+0i
w -M7opkq Angle Initial: -90.0
v!KJ|c@m Angle Final: 90.0
[!Ao,rt?Vg Number of Steps: 721
?f f
[$ab Distance: 100, 000*wavelength
+8eVj#N Intensity
tbS#^Y ;tX Y = 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
pSXE J 2k 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
B/ rzh? b 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
