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：
Gt- -7S •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Jbs:}]2 •光栅布局
模拟和后处理分析
_+^3<MT 布局layout
TcRnjsY$ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^hbh|Du 图1.二维光栅布局
~ |!q>z F3 wRHq 用VB脚本定义一个2D光栅布局
E\'_`L 8N|*n"`} 步骤：
6bqJM# y@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q^12Rj;H 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 FRfMtxvU Wafer Dimensions：
R]ppA=1*_l Length (mm): 8.5
RRq*CLj
Width (mm): 3.0
%/U Q0d~b s?_b[B d 2D wafer properties:
~=#jO0dE| Wafer refractive index: Air
` 6"\.@4 3 点击 Profiles 与 Materials.
+>I4@1qC-| 6aK%s{%3s 在“Materials”中加入以下
材料：
w.0.||C
O Name: N=1.5
(EohxLl !p Refractive index (Re:): 1.5
`knw1,qL" 2$3Bl uK Name: N=3.14
e348^S&rG Refractive index (Re:): 3.14
[
BN 2 c m]u#Dm7h 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
a(}j n| Name: ChannelPro_n=3.14
d$Mj5wN:q 2D profile definition, Material: n=3.14
Y,)9{T ";>D0h^D Name: ChannelPro_n=1.5
V=S`%1dLN 2D profile definition, Material: n=1.5
NT8%{>F` ^?juY}rZ=| 6．画出以下波导结构：
k $+& a. Linear waveguide 1
<F!:dyl Label: linear1
Ex*g>~e Start Horizontal offset: 0.0
s )To # Start vertical offset: -0.75
Rx'7tff%I End Horizontal offset: 8.5
VK|!aqA{b End vertical offset: -0.75
AJmS 1 B Channel Thickness Tapering: Use Default
^_<pc|1 Width: 1.5
NS&~n^ *k< Depth: 0.0
se)I2T{J Profile: ChannelPro_n=1.5
P- vA.7 }D=h"\_= b. Linear waveguide 2
t zV"|s=o Label: linear2
,fYO>l';`f Start Horizontal offset: 0.5
&0ULj6j j Start vertical offset: 0.05
es LY1c%"/ End Horizontal offset: 1.0
DPe`C%Oc1 End vertical offset: 0.05
_ l/6Qpf Channel Thickness Tapering: Use Default
-D
V;{8U4 Width: 0.1
C8n1j2G\ Depth: 0.0
3@}_ F<"* Profile: ChannelPro_n=3.14
_wX'u,HrC ! $d:k|b 7.加入水平平面波：
MM5#B!BB Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
g js-j{* Input field Transverse: Rectangular
As>po +T* X Position: 0.5
oVsl,V Direction: Negative Direction
1}'J bj"/ Label: InputPlane1
ev+N KUi= 2D Transverse:
Wh4lz~D\@ Center Position: 4.5
fc\hQXYv Half width: 5.0
B q2}nDP Titlitng Angle: 45
dm.3. xXq Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
:Mt/6} 图2.波导结构（未设置周期）
rAQ^:q =]Ek 12. 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
d&U;rMEv 将Linear2代码段修改如下:
m<076O4|` Dim Linear2
f,?7,? x for m=1 to 8
pcEB-boI9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
+B&FZ4' Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
%E Vg.k$ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
c76^x
Linear2.SetAttr "Depth", "0"
82w< q( Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ll5Kd=3 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^.<IT" Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
SE/@ li Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
/_56H?w\ ,
D&FCs%v 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。
p4el9O&-tV 图3.光栅布局通过VB脚本生成
',CcL N F 'h[g.\ } 设置仿真参数
3Y r 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
"iKK &%W 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+
6}FUi!"e TE simulation
Fm2t:,= Mesh Delta X: 0.015
koie Mesh Delta Z: 0.015
,Y&kW'2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ZERd#7@m+ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Dbtw>:= Number of Anisotropic PML layers: 15
lca.(3u 其它参数保持默认
]9x30UXLwD 运行仿真
{!EbGI h • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Su-+~`
" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
J5l:_h ZUV • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
?}Mv5SO b>waxQxjS 远场分析
衍射波
; aMMI p 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
G N{.R7 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
^y h 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
+6TKk~0e^ 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)
_]Hn:O"o 图4.远场计算对话框
W*_ifZ0s. E@N_~1 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Db3t I# Wavelength: 0.63
EoY570PN Refractive index: 1.5+0i
HAU8H' h Angle Initial: -90.0
fNlU c Angle Final: 90.0
FB</~
g Number of Steps: 721
k r/[|.bq Distance: 100, 000*wavelength
F4:ssy^ Intensity
N,;Bl&EU w)}[)}T! 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
4+u Ad" 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
sDwSEg># B 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
