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：
qbrp P(. •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
4p;aS$Q •光栅布局
模拟和后处理分析
UT~a &u 布局layout
Qjx?ri// 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
YDC mI@ 图1.二维光栅布局
G 6VF>2 (%iRaw7hp 用VB脚本定义一个2D光栅布局
AE: Z+rM* 7\_o.(g#- 步骤：
b[z]CP 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
f)]%.> 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,F&g5' Wafer Dimensions：
5<I Length (mm): 8.5
wB'zuPAK6 Width (mm): 3.0
*5tO0_L xI ,2LGO 2D wafer properties:
'65LK D Wafer refractive index: Air
Y V=QF
J' 3 点击 Profiles 与 Materials.
pEECHk =U|N=/y#hJ 在“Materials”中加入以下
材料：
!=;XBd- Name: N=1.5
k6`6Mjbc Refractive index (Re:): 1.5
fEB7j -t y A{ W Name: N=3.14
y@CHR Refractive index (Re:): 3.14
hF2IW{=! w\) | 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
u3Gjg{-N7 Name: ChannelPro_n=3.14
!4] 9!<.k 2D profile definition, Material: n=3.14
dr4Z5mw"E zByT$ P- Name: ChannelPro_n=1.5
kw 2T > 2D profile definition, Material: n=1.5
}b 1cLchl Nn>'^KZNG 6．画出以下波导结构：
keRE==(D a. Linear waveguide 1
;lYHQQd!, Label: linear1
u!1{Vt87 Start Horizontal offset: 0.0
`3p~m, Start vertical offset: -0.75
>u9Nz0?j End Horizontal offset: 8.5
cqxVAzb End vertical offset: -0.75
S/;bU : Channel Thickness Tapering: Use Default
9Fn\FYUq Width: 1.5
Jk,; JQ Depth: 0.0
m%?V7-9!k Profile: ChannelPro_n=1.5
IK*07h/! r$)w7Gk< b. Linear waveguide 2
n~VD uKn9 Label: linear2
1+?N#Fh Start Horizontal offset: 0.5
~
T>U Start vertical offset: 0.05
0'nikLaKy End Horizontal offset: 1.0
g^zs,4pPU< End vertical offset: 0.05
!! Z?[rj Channel Thickness Tapering: Use Default
Q1@A2+ c Width: 0.1
1}~(Yj@f% Depth: 0.0
=B. F;4 0 Profile: ChannelPro_n=3.14
ftH:r_"O# vv26I 7.加入水平平面波：
]qhPd_$?D' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+S Jd@y@fR Input field Transverse: Rectangular
jt+iv*2N> X Position: 0.5
hB{jUP) "; Direction: Negative Direction
:6$>_m=i Label: InputPlane1
1?Z4 K / 2D Transverse:
#m={yck * Center Position: 4.5
tBpC: SG Half width: 5.0
*hcYGLx
r Titlitng Angle: 45
>M&3Y
XC Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
P;4w*((} ~ 图2.波导结构（未设置周期）
Jaz?Ys|S Y3Q9=u*5 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
`p+Zz"/ 将Linear2代码段修改如下:
=* Bl|;>6 Dim Linear2
s.8{5jVG for m=1 to 8
:%IoM E Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'] +Uu'a Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
X1~1&:V,< Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
_YRE (YZ/ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}f2r!7:x Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0Fu~%~#E$ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
8_N]e'WUh Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
H /}]FmjN Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
.YuJJJv r7qh >JrO 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。
.ji_nZ4.+ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0Lb4'25. B$Kn1 k 设置仿真参数
kwsp9 0) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
hJPlq0C 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ZRYEqSm TE simulation
++E 3] X| Mesh Delta X: 0.015
Pi|o` d Mesh Delta Z: 0.015
9?k_y ZV Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
c [5KG} 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2it?$8#i Number of Anisotropic PML layers: 15
t45Z@hmcW 其它参数保持默认
mx=BD' 运行仿真
fum0>tff • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
?Q&yEGm( • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
/7
Cn(s5 o • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
-
|gmQG rXHv`k y 远场分析
衍射波
B/n[m@O 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
$kQ~d8 O 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
)rixMl &[ 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
.aflsUD 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)
CJhL) 0Cs 图4.远场计算对话框
0Zg%+)iy@ Qa.u Mq 5. 在远场对话框，设置以下参数：
zen*PeIrA^ Wavelength: 0.63
=)7s $
p Refractive index: 1.5+0i
@$z<i `4 Angle Initial: -90.0
& zo|Lfe Angle Final: 90.0
\Acqr@D Number of Steps: 721
vI@ %Fg+D Distance: 100, 000*wavelength
D:K4H+ch Intensity
L{c q, jk y\x + 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
J4 \ qEO 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
? C/Te) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
