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：
E J6|y' •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
7s :cg •光栅布局
模拟和后处理分析
|
ObA=[j 布局layout
q_> =| b 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4m~p(r 图1.二维光栅布局
7( LB} we*E}U4 用VB脚本定义一个2D光栅布局
lq Av pg<c vok 步骤：
.0X 5Vy 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
C'sA 0O@O 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 4Xn-L&0z Wafer Dimensions：
;'<SsI Length (mm): 8.5
Q 5 Mn= Width (mm): 3.0
<< YH4}wZ Ac
+fL 2D wafer properties:
~"R;p}5 " Wafer refractive index: Air
O#vIn } 3 点击 Profiles 与 Materials.
"Vwk&~B% *tDxwD7 在“Materials”中加入以下
材料：
- Zg@#H Name: N=1.5
?i~mt'O Refractive index (Re:): 1.5
v:9Vp{ ) {qH+S/ Name: N=3.14
bD 1IY1 Refractive index (Re:): 3.14
zj1_# =] c+1<3)Q< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
%IUTi6P
l Name: ChannelPro_n=3.14
GN|xd+O_ 2D profile definition, Material: n=3.14
}.<] A dFnu&u" Name: ChannelPro_n=1.5
;,B $lgF 2D profile definition, Material: n=1.5
vFgnb WxG x$b Cbg 6．画出以下波导结构：
!T]bz+ a. Linear waveguide 1
M>jk"*hA| Label: linear1
7 /DDQ Start Horizontal offset: 0.0
xw1n;IO4 Start vertical offset: -0.75
p;2NO& End Horizontal offset: 8.5
BUla2p End vertical offset: -0.75
RUV: Channel Thickness Tapering: Use Default
&= -{adm Width: 1.5
Novn#0a Depth: 0.0
`u;4Z2Lr0 Profile: ChannelPro_n=1.5
zids2 /_* F K,YVY b. Linear waveguide 2
r5!Sps3B Label: linear2
=G1
5 e ZW Start Horizontal offset: 0.5
%h=cwT6 Start vertical offset: 0.05
mH4Jl1S& End Horizontal offset: 1.0
sYyya:ykxT End vertical offset: 0.05
>=L<3W1 Channel Thickness Tapering: Use Default
p=f8A 71 Width: 0.1
"nn>I}jK Depth: 0.0
7{ u1ynt Profile: ChannelPro_n=3.14
|%Ssb;M D{,
b| 4 7.加入水平平面波：
/2]=.bLwz Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
X&| y| Input field Transverse: Rectangular
V#d8fRm X Position: 0.5
{ Em fw9L Direction: Negative Direction
2?9 gf,U Label: InputPlane1
2E=vMAS 2D Transverse:
f`, isy[ Center Position: 4.5
zVtNT@1K>u Half width: 5.0
X}j_k=, C Titlitng Angle: 45
.h>tef Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
lRA! 图2.波导结构（未设置周期）
':?MFkYC @:G#[>nKe 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。
H=>;M j 将Linear2代码段修改如下:
c
UH KE\F Dim Linear2
sQr
|3}I( for m=1 to 8
p U5t, Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
2z=aP!9] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ZHOh( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
dW2Lvnh!>/ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=%G<S'2' Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
^-pHhh|g Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
<S` N9a Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t(.xEl;Ma Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
`]l*H3+hg g{$F;qbkO 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Q.])En >i 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Z3Y( g BJI"Dr F 设置仿真参数
FaE,rzn)iD 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
"A% JT3 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
* mj3 T
TE simulation
Oxhc!9F Mesh Delta X: 0.015
94xRKQ} Mesh Delta Z: 0.015
N\WEp?%~ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
o+.LG($+U 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
w%Tjn^ d Number of Anisotropic PML layers: 15
*we*IhIP 其它参数保持默认
DAt Zp% 运行仿真
C%\. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
9 54O=9PQ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
lQnqPQY • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
r1QLSD]i6
2<' 1m{ 远场分析
衍射波
|o I] 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
%Ut7%obpi 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
2n8spLZYGY 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
;p4|M 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)
0h" ,. 图4.远场计算对话框
g4
G?hv`R TbPTgE * 5. 在远场对话框，设置以下参数：
kw Iw=8q~ Wavelength: 0.63
aR}L-
-m Refractive index: 1.5+0i
idh5neyL Angle Initial: -90.0
)kiC/Y}k Angle Final: 90.0
,8MUTXd@ V Number of Steps: 721
xsIuPL#_ Distance: 100, 000*wavelength
o?l9$"\sqb Intensity
BVk&TGa;[$ mUW4d3tE 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
JVgV,4 1 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
@z! |HLD+ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
