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：
Hi <{c •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
}.MJVB3 •光栅布局
模拟和后处理分析
rhwY5FD ? 布局layout
!<@k\~9^D 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Gl`Yyw @84 图1.二维光栅布局
ImyB4welo O B l-6W 用VB脚本定义一个2D光栅布局
>*{\N^:z $w#C;2k]N 步骤：
h #'(UZ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ZrXvR`bsw 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 fqFE GyeNr Wafer Dimensions：
}(O
7tC Length (mm): 8.5
l 0jjLqm : Width (mm): 3.0
DRj\i6-v )z$VQ=]" 2D wafer properties:
Gb~*[ Wafer refractive index: Air
_U%!&_m6 3 点击 Profiles 与 Materials.
\oLRNr[F N>'1<i? 在“Materials”中加入以下
材料：
95[yGO>ZYz Name: N=1.5
Vb|DNl@ Refractive index (Re:): 1.5
=H3 JRRS F=$2Gz
'RT Name: N=3.14
uXNJ{]o Refractive index (Re:): 3.14
n3jA[p:
VQ{}S $jQ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_(TavL>l
= Name: ChannelPro_n=3.14
c7L#f=Ot? 2D profile definition, Material: n=3.14
O jr {z FsTE.PT Name: ChannelPro_n=1.5
K({+3v K 2D profile definition, Material: n=1.5
JrQ*.lJj 3[pA:Z+xx 6．画出以下波导结构：
G6]M~:<i a. Linear waveguide 1
-=s7Q{O8Z Label: linear1
w<.{(1:v Start Horizontal offset: 0.0
O>lF{yO0` Start vertical offset: -0.75
H&6lQ30 /) End Horizontal offset: 8.5
z2A 7:[ End vertical offset: -0.75
w J/ k\ Channel Thickness Tapering: Use Default
n$F&gx'^ Width: 1.5
Jou~>0,/j Depth: 0.0
HhH[p E Profile: ChannelPro_n=1.5
l;b5 v]~ LoPWho[8 b. Linear waveguide 2
''s]6Jjw Label: linear2
B=JeZMn Start Horizontal offset: 0.5
# G0jMQ Start vertical offset: 0.05
r> eOq[z End Horizontal offset: 1.0
'd D d9 End vertical offset: 0.05
q{[}*% Channel Thickness Tapering: Use Default
6~ev5SD;f Width: 0.1
ac p-4g+j Depth: 0.0
%AF~Ki Profile: ChannelPro_n=3.14
_6;T
/_R= !6'j
W! 7.加入水平平面波：
h IuK s5` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hS O AjS Input field Transverse: Rectangular
X48Q{E+ X Position: 0.5
MR:Co4( Direction: Negative Direction
b6 &`]O;% Label: InputPlane1
= iB0ak 2D Transverse:
{k-GWYFA Center Position: 4.5
#f5 -f Half width: 5.0
@f -0OX$* Titlitng Angle: 45
\Se>u4~L Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
xwW[6Ah 图2.波导结构（未设置周期）
HWi0m/J Ia*eb %HG 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。
vq
B)PL5) 将Linear2代码段修改如下:
T+8F'9i` Dim Linear2
=P!SN]nFeP for m=1 to 8
U{"&Jj Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
\(R(S!xr_
Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Z,.*!S=?h Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
rQC{"hS1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
hub1rY|No Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
]d&6 ?7 !> Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
cxFfAk\,en Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/>S=Y"a/7 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
~Y<x-)R Q+*o- 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。
9He>F7J:p' 图3.光栅布局通过VB脚本生成
~9#\+[ d_ hs }nI/# 设置仿真参数
Ev|2bk \ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
0%7c?3 # 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
E) |fKds
TE simulation
_fz-fG 1 Mesh Delta X: 0.015
c!AGKc Mesh Delta Z: 0.015
US 9cuah1/ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
qiV#T +\ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
):E4qlB Number of Anisotropic PML layers: 15
u* G|TF 其它参数保持默认
u~=>$oT't 运行仿真
Y-h GHnh]' • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ZMQSy7 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
f7mP4[+dS • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
sNZ{OD+ v?F~fRH 远场分析
衍射波
K]yCt~A$ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
V )V\M6 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0&E{ [~Pv 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
]e@'9`G-' 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)
$rD&rsx6 图4.远场计算对话框
QXqBb$AXi, _[zO?Div[ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
' \Z54$ Wavelength: 0.63
hJ 4]GA' Refractive index: 1.5+0i
B v /]>Z Angle Initial: -90.0
23 BzD^2a Angle Final: 90.0
V4ml& D Number of Steps: 721
wyeiz7 Distance: 100, 000*wavelength
02q]^3 Intensity
xG@zy4 \^or l9 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Rm`_0}5 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
WDNuR #J? 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
