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：
, MU9p* •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
7j%sM& •光栅布局
模拟和后处理分析
9 i#K{CkC| 布局layout
]lzOz<0q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@GE:<'_:{ 图1.二维光栅布局
*g/@ -6 V 3}$ vKQ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
MFLw^10(T `pd1'5Hm 步骤：
7q: 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
vW4N[ .+ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {v}jV{'^um Wafer Dimensions：
^o*$+DbC Length (mm): 8.5
6 4qQ:D7C Width (mm): 3.0
4WV)&50 $Uxg$p qO 2D wafer properties:
hTbot^/ Wafer refractive index: Air
t ~"DQq E 3 点击 Profiles 与 Materials.
) BLoj:gYn \78kShx 在“Materials”中加入以下
材料：
hKW!kA =gZ Name: N=1.5
@Ao E> Refractive index (Re:): 1.5
I Ux svW+ 4i o02qd
4 Name: N=3.14
R!L KGiN Refractive index (Re:): 3.14
uP[:P? ,t 8RR6f98FF 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
XS/5y(W Name: ChannelPro_n=3.14
h8_~ OX 2D profile definition, Material: n=3.14
_Uz}z#jt f*SA bDE Name: ChannelPro_n=1.5
c F (]`49( 2D profile definition, Material: n=1.5
L)ry!BuHI q<cpU'- # 6．画出以下波导结构：
DweWFipyPi a. Linear waveguide 1
1"CbuV
6 Label: linear1
O(E- ox~q Start Horizontal offset: 0.0
oWUDTio#[ Start vertical offset: -0.75
s~6ir f/ End Horizontal offset: 8.5
'u2Qq"d+ End vertical offset: -0.75
bz?
*#S Channel Thickness Tapering: Use Default
\; A\ vQ[ Width: 1.5
C&'Y@GE5 Depth: 0.0
" V`MNZ Profile: ChannelPro_n=1.5
Ma3H n $0zH2W b. Linear waveguide 2
XDJQO /qN Label: linear2
Aq{m42EAj Start Horizontal offset: 0.5
[]M+(8Z_P Start vertical offset: 0.05
O({-lI End Horizontal offset: 1.0
}?Y+GT"E End vertical offset: 0.05
s"|N-A=cS Channel Thickness Tapering: Use Default
HiG&`:P>q Width: 0.1
:8aIj_q ds Depth: 0.0
a;Y9 wn Profile: ChannelPro_n=3.14
`v)-v< E
2D TE 7.加入水平平面波：
]eq3c wR[| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Om0S^4y]x Input field Transverse: Rectangular
;.h5; `& X Position: 0.5
yXw xq(32 Direction: Negative Direction
.n`MPx' Label: InputPlane1
pz ^"~0o5 2D Transverse:
EQ>bwEG Center Position: 4.5
% ;PPu$8K9 Half width: 5.0
+*
)Qi) Titlitng Angle: 45
+-#| M|a Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
RS/%uxS? 图2.波导结构（未设置周期）
? F f w'O ]IJ.} 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。
q#PGcCtu 将Linear2代码段修改如下:
zq]V6 .]J Dim Linear2
"O|fX\}5 for m=1 to 8
N1(}3O Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
v.v3HB8p Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
c uquA ~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
g m], Linear2.SetAttr "Depth", "0"
M )EUR0>8 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
~%Yh`c
EP Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
rsP-?oD8) Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
K"b vUH Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
qTyU1RU$9^ Qq]UEI `Go 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
N
&p= 4 图3.光栅布局通过VB脚本生成
3g|O2>*? !,\9,l c 设置仿真参数
i`8 !Vm 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
jO:<"l^+u 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
8N-~ .p TE simulation
#>ci!4Gz=Z Mesh Delta X: 0.015
T:.J 9 Mesh Delta Z: 0.015
%v~j1 0e Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
x_Ais&Gc 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
eB$v'9 S8/ Number of Anisotropic PML layers: 15
on&N=TN 其它参数保持默认
Gh|1%g"gm 运行仿真
p dnL~sv • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
^#^ u90I • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
^ad>
(W • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
gYzKUX@ ocgbBE 远场分析
衍射波
7P|(j<JX6' 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
4
<]QMA0 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
xI:;%5{L N 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
{/0,lic 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)
nI_Zk.R 图4.远场计算对话框
)cs
y^-qw ,}FYY66K 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n {'
[[2U Wavelength: 0.63
9'5,V{pj Refractive index: 1.5+0i
B4|% E$1+ Angle Initial: -90.0
s:]rL&| Angle Final: 90.0
.=@M> TZM Number of Steps: 721
q}\\p Distance: 100, 000*wavelength
@MB;Ez
v Intensity
5E!|-xD ? ! 1uw 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Fsq S) 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Cq(Xa- 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
