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：
N=9lA0y+ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
n} { cs •光栅布局
模拟和后处理分析
bAp`lmFI 布局layout
GWKefH 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4NV1v&" 图1.二维光栅布局
YP l{5 = gp =0;#4
4 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~55>uw< X;h~s:LM
步骤：
Xl;N= fc 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ZV;y XLx| 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 " Q1hP9xV Wafer Dimensions：
Kl? 1)u3^4 Length (mm): 8.5
tPs U7bFk Width (mm): 3.0
]mSVjF3l i QF93:# 2D wafer properties:
X!Q"p$D4( Wafer refractive index: Air
7Y /_/t~Y 3 点击 Profiles 与 Materials.
8@-US , | yFG&Ir 在“Materials”中加入以下
材料：
X*KT=q^?n Name: N=1.5
*?{)i~ Refractive index (Re:): 1.5
M3%< kk-_ #Z : r Name: N=3.14
U*cj'`eqC Refractive index (Re:): 3.14
YC~+r8ME$j N5^:2ag 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Y2Bu,/9^ Name: ChannelPro_n=3.14
y@I"Hk<T 2D profile definition, Material: n=3.14
sC>8[Jatd O);V {1P Name: ChannelPro_n=1.5
*L=CJg 2D profile definition, Material: n=1.5
L6T_&AiL$ * 7C I q 6．画出以下波导结构：
4y 'REC a. Linear waveguide 1
*d(Dk *( Label: linear1
vJ!t.Vou Start Horizontal offset: 0.0
g:HIiGN0Ic Start vertical offset: -0.75
rlD@O~P4 End Horizontal offset: 8.5
"2 mV W_k End vertical offset: -0.75
y}A-o_u@cD Channel Thickness Tapering: Use Default
\ C Yu; Width: 1.5
3I]5DW %- Depth: 0.0
5gGr|d|( Profile: ChannelPro_n=1.5
gIeo7>u "LYob}_z b. Linear waveguide 2
fw<'ygd Label: linear2
{P Ze!EQ Start Horizontal offset: 0.5
t1k D5^ Start vertical offset: 0.05
95}"AIi End Horizontal offset: 1.0
Ks4TBi&J End vertical offset: 0.05
[30e>bSf` Channel Thickness Tapering: Use Default
p~t $ll0s Width: 0.1
@ B+];lr/- Depth: 0.0
-
0zo>[c/p Profile: ChannelPro_n=3.14
.fgoEB,( Js'|N%pi 7.加入水平平面波：
:H~r
_>E Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
6 `'^$wKs Input field Transverse: Rectangular
bkb}M)C X Position: 0.5
rS=6d6@ Direction: Negative Direction
dpy,;nqzeN Label: InputPlane1
gbvBgOp 2D Transverse:
= &vV$UtV Center Position: 4.5
[* Lh4K Half width: 5.0
q Fay]V(O| Titlitng Angle: 45
s;bqUY?LD Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
jk~< si 图2.波导结构（未设置周期）
mWZV O,t$ K~uoZ~_gA 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。
hSxf;>(d 将Linear2代码段修改如下:
O?P6rXKr Dim Linear2
\!_ >ul for m=1 to 8
&4DWLI Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
d6u L;eR Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
-50|r;a Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
EM"YjC)F Linear2.SetAttr "Depth", "0"
fNQecDuS Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Q.x3_+ CX Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'INdZ8j_ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
H R4^+x Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
=T[kGg8` +?%huJYK, 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。
/MA 4Er r 图3.光栅布局通过VB脚本生成
905
/4z' X"yLo8y8$ 设置仿真参数
<MoWS9s!yb 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
bEM-^SR 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
^;L;/I[- TE simulation
< d?O#( Mesh Delta X: 0.015
vuHqOAFNs Mesh Delta Z: 0.015
h W(Mf Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
0N md*r 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
U\+o$mU^ Number of Anisotropic PML layers: 15
> xT8[ 其它参数保持默认
r.[9/'> 运行仿真
XJ.vj+XXb
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
G" wy? • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
%{ax oGd • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
iJU]|t $P>ci4]t 远场分析
衍射波
K"eW.$ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
oTZNW 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@Kp2l<P 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
"Q ^Ck7 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)
Y7 = *- 图4.远场计算对话框
"+p_{J/P Mc9% s$MT 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ye T[KjX Wavelength: 0.63
7&E3d P Refractive index: 1.5+0i
4&}LYSZl Angle Initial: -90.0
Nw8lg*t" Angle Final: 90.0
Fe}Dnv)}Z Number of Steps: 721
S-*4HV_l Distance: 100, 000*wavelength
&0~E+
9b Intensity
Fc{hzqaP8 Tm qt j 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_uID3N% 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Z%k)'%_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
