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：
L.kD,'G}> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
:.DI_XN` •光栅布局
模拟和后处理分析
A]j}' 布局layout
g&bwtEZ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
`0?^[; [u[ 图1.二维光栅布局
'| &,E#` Z9xR 用VB脚本定义一个2D光栅布局
or7pJy%4" _e_4Q)z-a 步骤：
dN<5JQql 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
mY`@' 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 2 % %|fU9 Wafer Dimensions：
sYW[O"oNi Length (mm): 8.5
rhIGOk1k Width (mm): 3.0
qL3@PSN?| {EL'd!v7e 2D wafer properties:
%]#VdS|N Wafer refractive index: Air
FZpsL-yx^N 3 点击 Profiles 与 Materials.
%[XY67A3I Q3,=~}ZNK 在“Materials”中加入以下
材料：
\dTQQ Name: N=1.5
%@P`` Refractive index (Re:): 1.5
=5Wp&SM6 jXWNHIl)@ Name: N=3.14
D
M}s0O$ 0 Refractive index (Re:): 3.14
JR)/c6j 7
5|pp 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
EI \v Name: ChannelPro_n=3.14
XIRR Al(, 2D profile definition, Material: n=3.14
2 h< U {y b D Name: ChannelPro_n=1.5
Pcdf$a"` 2D profile definition, Material: n=1.5
U{}!y3[wK Xem5@
(u 6．画出以下波导结构：
4>YU8/Rw a. Linear waveguide 1
|!Fk 2Je, Label: linear1
#
kEOKmO Start Horizontal offset: 0.0
f^?uY8< Start vertical offset: -0.75
-w ~(3( End Horizontal offset: 8.5
H|`R4hAk End vertical offset: -0.75
?+Q$#pb Channel Thickness Tapering: Use Default
6- ]h5L] Width: 1.5
Y\ p $SN Depth: 0.0
\?&A u Profile: ChannelPro_n=1.5
*NlpotW,f f05=Mc&) b. Linear waveguide 2
Y208b?=9w Label: linear2
&K
*X)DAs Start Horizontal offset: 0.5
[4XC #OgA Start vertical offset: 0.05
|1l&@#j!2 End Horizontal offset: 1.0
`
8UWE { End vertical offset: 0.05
l E^*t`+ Channel Thickness Tapering: Use Default
.*!#98pT Width: 0.1
N _G4_12( Depth: 0.0
x GRT"U( Profile: ChannelPro_n=3.14
^ =0 $ )o jDRJ& 7.加入水平平面波：
XsUUJu CG Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
],[)uTZc Input field Transverse: Rectangular
9P.(^SD][z X Position: 0.5
J>%t<xYf4 Direction: Negative Direction
d0
-~| `5 Label: InputPlane1
FVgMmYU
2D Transverse:
V7C1FV2 Center Position: 4.5
#*2Rp8n Half width: 5.0
$"8d:N?I[ Titlitng Angle: 45
DMd ,8W7a Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
=IHje ;s 图2.波导结构（未设置周期）
?4G(N=/& 1,`H:%z% 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
RtC 'v";6 将Linear2代码段修改如下:
<MdGe1n Dim Linear2
`f)(Y1%. for m=1 to 8
ArzDI{1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
h/<=u9 J Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
os$nL'sq Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
eN/G i< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
\H4U8)l Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
4 x , hj Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
hCC}d0gf`n Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
PZ,z15PG] Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
6Cc7 ejt|u A- wRah.M 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。
tZA: 图3.光栅布局通过VB脚本生成
)~
z Z'^ V=}1[^ 设置仿真参数
>F3.c%VU]w 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
l6 7KJ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
)a cV -+{ TE simulation
w`gyE
6A Mesh Delta X: 0.015
(} gcY Mesh Delta Z: 0.015
M"U OgS Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Yc`<S 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
f=aIXhiYU Number of Anisotropic PML layers: 15
6y
Wc1 其它参数保持默认
QCpM|,drS 运行仿真
s[ AA 7>]3 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
{' R)4hL • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
%8FN0 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3nFt1E
n?E}b$6 远场分析
衍射波
f z}?*vPW 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
u7=T(4a 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
&5Y_>{, 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
- k`.j 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
it1 /3y
=] 图4.远场计算对话框
s@ !$='| z%: ) 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[uR/ M Wavelength: 0.63
AK2WN#u@Z Refractive index: 1.5+0i
# ia;-
3 Angle Initial: -90.0
1 Z[f
{T) Angle Final: 90.0
lTz6"/ Number of Steps: 721
wss?|XCI Distance: 100, 000*wavelength
M"wue*& Intensity
p2d\ZgWD=) #H5=a6E+q 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
$1 @,Qor 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
X9XI;c;b- 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
