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：
} M-^A{C\% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
V:Hx RMF2X •光栅布局
模拟和后处理分析
AL@8v= 布局layout
&SuWmtq 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
F,+nj?i! 图1.二维光栅布局
q ww * wb~B Y 用VB脚本定义一个2D光栅布局
? cU9~= 4{4VC"fa 步骤：
&{E 1w<uv 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
RQhS]y@e 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Kab"r_' Wafer Dimensions：
"=<T8M Length (mm): 8.5
TLbnG$V QS Width (mm): 3.0
oS3'q\ MJ "ug8 N 2D wafer properties:
&iR 3]FNI Wafer refractive index: Air
>dO1) 3 点击 Profiles 与 Materials.
T40&a(hXQ U4;r.#qw, 在“Materials”中加入以下
材料：
:"QR;O@ Name: N=1.5
M ,!Dhuas Refractive index (Re:): 1.5
MiHa'90{K W;%$7&+0 Name: N=3.14
&h^E_]P Refractive index (Re:): 3.14
WOBL gM,| I!sh+e 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
&w1 5 GO;4 Name: ChannelPro_n=3.14
tNpBRk(} 2D profile definition, Material: n=3.14
u~b ;m
CVUA7eG+ Name: ChannelPro_n=1.5
*UL++/f 2D profile definition, Material: n=1.5
EHI %QT ,',
S 6．画出以下波导结构：
O_=2{k ~s0 a. Linear waveguide 1
y ,&'nk} Label: linear1
DzZEn]+zt Start Horizontal offset: 0.0
xib?XzxGo Start vertical offset: -0.75
Aw?i6d End Horizontal offset: 8.5
Yf1&"WW4 End vertical offset: -0.75
E3..$x-/ Channel Thickness Tapering: Use Default
3an9Rb V Width: 1.5
G-7!|& Depth: 0.0
.M(')$\U Profile: ChannelPro_n=1.5
9mA6nmp P ? ^h b. Linear waveguide 2
o,qq*}= Label: linear2
q|7i6jq\*R Start Horizontal offset: 0.5
R:N4_4& C~ Start vertical offset: 0.05
<O<Kf:i&c1 End Horizontal offset: 1.0
pg<m0g@W*; End vertical offset: 0.05
b"4'*<=au Channel Thickness Tapering: Use Default
sF. oZ> Width: 0.1
69q#Zw[,, Depth: 0.0
6 =pE5UfT Profile: ChannelPro_n=3.14
.4CCR[Het 5:R$xgc 7.加入水平平面波：
ov3FKMG? Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
}xx " Input field Transverse: Rectangular
"mk@p=d X Position: 0.5
?Z^?A^; }$ Direction: Negative Direction
s+m3&(X Label: InputPlane1
\p4>onGI 2D Transverse:
YL?2gBT Center Position: 4.5
UY5wef2sF Half width: 5.0
5S9i>B Titlitng Angle: 45
r!+..c Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?T1 vc 图2.波导结构（未设置周期）
KIRCye X&LaAqlSG 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。
1j_gQ,'20 将Linear2代码段修改如下:
/]1$Soo Dim Linear2
;OMR5KAz for m=1 to 8
)tvP| Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
ZA1 :Y{ V Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
:QoW*Gs1 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
q"@>rU4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
)k^y<lC2a Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ohJo1}{ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
zH5pe Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
n[K L Y! Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
!-veL1r !jQj1QZR` 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。
OH
>#f6`[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
$,.XPK5Q u fEo5j`} 设置仿真参数
#lfW0?Y' 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
88 &M8T'AP 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
9 _oAs"w TE simulation
$xU)t&Df Mesh Delta X: 0.015
!kxJ&VmeF Mesh Delta Z: 0.015
;;|o+4Ob; Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
RW`j^q,c3 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
RVN;j4uMg Number of Anisotropic PML layers: 15
O0^?VW$y_ 其它参数保持默认
,+4*\yI3l 运行仿真
nl-y0xD9c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
bu8AOtY9E- • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*t{^P*pc • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[C#H _y( XfQK
kol 远场分析
衍射波
F~$ay@g 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
vbh 5 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_. &N@k 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
)61X, z 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
@tIY%;Bgk 图4.远场计算对话框
Pi hpo Fhrj$ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
zCdc wTe Wavelength: 0.63
oLS / Refractive index: 1.5+0i
$KVCEe!X Angle Initial: -90.0
KG=57=[ Angle Final: 90.0
b5S4C2Ynq Number of Steps: 721
#F =!g ? Distance: 100, 000*wavelength
5S*aZ1t18 Intensity
/:d6I]. /,,IM/(6^ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
D0}r4eA 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
R $@$ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
