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：
+kmPQdO;*/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
-aXV}ZY" •光栅布局
模拟和后处理分析
Ay22-/C|@ 布局layout
mN!> BqvN 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Y6 ,< j| 图1.二维光栅布局
8(\Az5 % rX)PN3TD 用VB脚本定义一个2D光栅布局
pTX{j=n! 7_?:R2]n 步骤：
120<(# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
(G* --+Gn 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 h 1:uTrtA Wafer Dimensions：
+MIDq{B Length (mm): 8.5
Yy@;U]R Width (mm): 3.0
@q} .BcSg >t2 0GmmN 2D wafer properties:
"W?k~.uw Wafer refractive index: Air
k:nr!Y< 3 点击 Profiles 与 Materials.
K, WNM S =\eM
-"r 在“Materials”中加入以下
材料：
`_N8A A Name: N=1.5
&&\ h%-Jc Refractive index (Re:): 1.5
Vr D?[&2pE 6@t4 pML Name: N=3.14
No=Ig-It
Refractive index (Re:): 3.14
Nq/,41 >2_B L5<S 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
U}x2,`PI Name: ChannelPro_n=3.14
5 wmH3g#0 2D profile definition, Material: n=3.14
YR@@:n'TP eu@-v"=w Name: ChannelPro_n=1.5
d+[yW7%J 2D profile definition, Material: n=1.5
Cg
|_ ) _w '>^ +_|2 6．画出以下波导结构：
[=z1~dXKb a. Linear waveguide 1
@Kd1|K Label: linear1
e#(0af8A Start Horizontal offset: 0.0
#UG| \}Lp Start vertical offset: -0.75
WO?EzQ ? End Horizontal offset: 8.5
s^TF+d?B End vertical offset: -0.75
(C={/waJ Channel Thickness Tapering: Use Default
CkE@ Ll3Z Width: 1.5
: ~"^st_[! Depth: 0.0
}QU9+ <Z[r Profile: ChannelPro_n=1.5
&P I}o ~
'
81 b. Linear waveguide 2
p%EU,:I6 Label: linear2
iJv4%|9 Start Horizontal offset: 0.5
FY)v rM*yh Start vertical offset: 0.05
1_%jDMYH End Horizontal offset: 1.0
<mj H#aSy End vertical offset: 0.05
O@{ JB Channel Thickness Tapering: Use Default
S }gUz9ks Width: 0.1
m3 C&QdjRp Depth: 0.0
W"? |O Q' Profile: ChannelPro_n=3.14
A8&yB;T$y 5 gARGA 7.加入水平平面波：
- %*>z'|{ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
*M\Qt_[ Input field Transverse: Rectangular
6e&Y%O'8 X Position: 0.5
W Y_}D!O Direction: Negative Direction
d|k6#f-E Label: InputPlane1
'uBXSP# 2D Transverse:
7m_Jb5 Center Position: 4.5
e;~[PYeu Half width: 5.0
<&\HXAOd Titlitng Angle: 45
z=<x.F Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"(5A 5> 图2.波导结构（未设置周期）
FKY|xG9 (2(I|O# 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
#x$. 将Linear2代码段修改如下:
*X +T>SKL Dim Linear2
"P\k_-a' for m=1 to 8
jJdw\` Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
a9 7A{7I& Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
PeEf=3 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
B;9X{" Linear2.SetAttr "Depth", "0"
o7S,W?;=5
Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
%>`0hk88 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^]o]' Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
%myg67u Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
u'M \m7 =Y#)c]` 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。
~f0B u:A) 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'qwFV P M%pxv6?""{ 设置仿真参数
fw kX-ON 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
e8 4[B . 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
.vYU4g] TE simulation
hz{=@jX Mesh Delta X: 0.015
7y.$'< Mesh Delta Z: 0.015
wZ/Z c}
. Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
E7@0,9A U 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
' _Ij9{ M Number of Anisotropic PML layers: 15
\)'s6>58| 其它参数保持默认
1^^<6 e 运行仿真
iV ;X``S • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
CIAHsbn.A • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
T#%r\f,l0 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Uu
~BErEC *-"DZ 远场分析
衍射波
unu%\f>^4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
0J7)UqMf. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
> 5-z"f 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
I t>8XKS 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)
FJJ+*3( 图4.远场计算对话框
0V6gNEAUg >KXSb@ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
F_0vh;Jo Wavelength: 0.63
w6 0I;.hy Refractive index: 1.5+0i
?EQ]f34 Angle Initial: -90.0
L5$r<t< Angle Final: 90.0
?IRp3H Number of Steps: 721
MQ7d IUs Distance: 100, 000*wavelength
=yo?] ZS Intensity
~5LlIpf36| GBnf]A,^ @ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Zn{,j0; 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
iV<4#aB g 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
