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：
]Yf^O @<<> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
cK2;)&U7 •光栅布局
模拟和后处理分析
c##tP*( 布局layout
ZJ~0o2xZ' 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
8' _MCx( 图1.二维光栅布局
"q1S.3V; U&=pKbTe 用VB脚本定义一个2D光栅布局
M,X)rM}Q Z:Vde^Ih 步骤：
$0 6('Hg& 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
D?8(n=#[ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 )Vrp<"v Wafer Dimensions：
Yyd]s\W Length (mm): 8.5
:WsHP\r Width (mm): 3.0
j Ko9y R'6 (eA[K 2D wafer properties:
)_n(u3' Wafer refractive index: Air
b|@zjh;]A7 3 点击 Profiles 与 Materials.
zg@i7 T m @lU JY 在“Materials”中加入以下
材料：
<L11s%5- Name: N=1.5
>,tJq % Refractive index (Re:): 1.5
<}h <By) M X?UmQ' Name: N=3.14
c~ vql4 Refractive index (Re:): 3.14
xIW]e1pu=( y\(xYB>T 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
AWP grv / Name: ChannelPro_n=3.14
SIK aDIZ 2D profile definition, Material: n=3.14
\jV2":[% c / er{sKVX< Name: ChannelPro_n=1.5
tQYV4h\Qj 2D profile definition, Material: n=1.5
m #G,m G<k. d"< 6．画出以下波导结构：
Qds:*]vGS a. Linear waveguide 1
%`K{0b Label: linear1
fAz4>_4 Start Horizontal offset: 0.0
JiO8 EIM Start vertical offset: -0.75
w ^^l, End Horizontal offset: 8.5
6uKth mr End vertical offset: -0.75
\x: U`T Channel Thickness Tapering: Use Default
Iw`|,-| Width: 1.5
B
u%%O8 Depth: 0.0
+'iqGg- Profile: ChannelPro_n=1.5
xLLTp7b( I Z*) b. Linear waveguide 2
?Q+*[YEJ5 Label: linear2
[` }w 7 Start Horizontal offset: 0.5
a&2x;diF Start vertical offset: 0.05
gdoaXw;Sy End Horizontal offset: 1.0
gR
gB=
C{ End vertical offset: 0.05
#@5VT* /7 Channel Thickness Tapering: Use Default
GUD]sXSj Width: 0.1
w |6?A- Depth: 0.0
L[<Y6u>m!1 Profile: ChannelPro_n=3.14
5Ma."?rW
}EHL
}Q 7.加入水平平面波：
lq]8zm<\)] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
__s'/ 6u Input field Transverse: Rectangular
Rq e|7/As X Position: 0.5
J> G' H) Direction: Negative Direction
fv+d3s? h Label: InputPlane1
,)!%^ ~v 2D Transverse:
yi Xb<g+B Center Position: 4.5
?~T(Cue> Half width: 5.0
W"pHR sf Titlitng Angle: 45
1{]S[\F] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
a5O$he 图2.波导结构（未设置周期）
<n2'm
#`= >Mza 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。
M
#0v# {o 将Linear2代码段修改如下:
. XbDb Dim Linear2
n[qnrk*3
% for m=1 to 8
lKU{ jWA Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
) ?B-en\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
$bF+J8%D Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
jk_yrbLc Linear2.SetAttr "Depth", "0"
l Le& q Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.HGK 3 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
m@*aA }69 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
xXI WEZA Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
=jpRv<X|, N+5f.c+S- 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
UM`$aPz 图3.光栅布局通过VB脚本生成
pFiE2V_aS `1Md1e:J 设置仿真参数
b "}ya/ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@MFE Bc} 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
#nft{AN TE simulation
B-L@ 0gH Mesh Delta X: 0.015
uh#E^~5S Mesh Delta Z: 0.015
{| j- e{* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
V4CA*FEA 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Mh3L(z]/E Number of Anisotropic PML layers: 15
sAs`O@ 其它参数保持默认
Au/'|%2#( 运行仿真
-iW>T5f • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
qJK9C `T% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
n!~QC • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
hBcklI n}1hmAh Z 远场分析
衍射波
M&",7CPD(1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
1r ue+GL 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@m:'
L7+ 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
<&B] p 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)
=z<sx2#* 图4.远场计算对话框
G MLx$?=j qX6zk0I a 5. 在远场对话框，设置以下参数：
:x3DuQP Wavelength: 0.63
1GLb^:~A Refractive index: 1.5+0i
$Op:-aW& Angle Initial: -90.0
-cZuP7oA
Angle Final: 90.0
7~P!Z=m^^f Number of Steps: 721
nSZp,?^ Distance: 100, 000*wavelength
[{T/2IGq Intensity
~j!|(a7 IsFL"Vx 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
i1b3>H*3 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
4
BNbS|?vV 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
