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：
o 2[vM$] •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
|_hioMVz •光栅布局
模拟和后处理分析
h,!G7V 布局layout
WH pUjyBP 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
k"Z"$V2i 图1.二维光栅布局
i6!T`Kau @%I_& !d 用VB脚本定义一个2D光栅布局
b7W= HR v!pj v% 步骤：
0)6i~Mg lY 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!s#'pTZk4 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |.Y@^z;P3 Wafer Dimensions：
}[=xe(4]D Length (mm): 8.5
uQ)JC 7b\ Width (mm): 3.0
@);!x4 1f }skRlC 2D wafer properties:
%2rHvF= Wafer refractive index: Air
L|C 1C
cP 3 点击 Profiles 与 Materials.
8%vh6$s6/ hJC
p0F9O 在“Materials”中加入以下
材料：
c {f:5 p Name: N=1.5
T!^?d5uW# Refractive index (Re:): 1.5
%v`-uAy : `wn<3# Name: N=3.14
A}t&- Refractive index (Re:): 3.14
uI[-P}bSc& >m2<Nl } 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
^LEmi1L Name: ChannelPro_n=3.14
\GbHS*\+ 2D profile definition, Material: n=3.14
g|v1qfK lJGqR0:r+ Name: ChannelPro_n=1.5
]]h:#A2 2D profile definition, Material: n=1.5
@^y?Bh9jQ =x='<{jtgW 6．画出以下波导结构：
')~Y a. Linear waveguide 1
nyl8=F:V Label: linear1
-A-hxK*^ Start Horizontal offset: 0.0
oqd
N5+xt Start vertical offset: -0.75
4mM2C `I End Horizontal offset: 8.5
l ~Ie#vak End vertical offset: -0.75
^ sf[dr;BA Channel Thickness Tapering: Use Default
ATMogxh Width: 1.5
/]MB 6E7& Depth: 0.0
R[>;_}5"> Profile: ChannelPro_n=1.5
@sg T[P*ut !CVBG *E^l b. Linear waveguide 2
]9KQP-p' Label: linear2
bD-/ZZz Start Horizontal offset: 0.5
)D" G3g. Start vertical offset: 0.05
?5r2j3mqgv End Horizontal offset: 1.0
qj3bt_F!x End vertical offset: 0.05
xT=kxyu Channel Thickness Tapering: Use Default
t6h`WAZV Width: 0.1
Tk v Depth: 0.0
i w~V_y4 Profile: ChannelPro_n=3.14
VhH]n yi7D {xBjEhQm 7.加入水平平面波：
pw<q?q% Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
fw:^Lyn9$ Input field Transverse: Rectangular
5|~r{w)9 X Position: 0.5
bE`* Uw4 Direction: Negative Direction
_/sf@R Label: InputPlane1
{YKMQI^O/ 2D Transverse:
PgG |7=' Center Position: 4.5
T956L'.+G Half width: 5.0
&x0TnW"g Titlitng Angle: 45
}N#>q.M Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
OJ_2z| f< 图2.波导结构（未设置周期）
CI~;B {Y* ]Qc 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。
@DQ"vFj6< 将Linear2代码段修改如下:
_#YHc[Wz Dim Linear2
]}l+ !NV< for m=1 to 8
9+is?Pj Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
?k:])^G5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
"! 6 B5Oz Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
' MdE} Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}DUDA%U Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ad$Qs3)6o Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
$vGE Y7, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
4h_4jqf=pU Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
:5cu, &<Gv 4gv XJK- 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
J2 rLsNC]0 图3.光栅布局通过VB脚本生成
@aD~YtL"n [A..<[ 设置仿真参数
|nH0~P#! 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
+|"n4iZ!) 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
{!g.255+ TE simulation
9;v"b c Q Mesh Delta X: 0.015
<]e;tF)+ Mesh Delta Z: 0.015
J,=E5T}U^ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
g e
{4;,0= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
hv:Z%D |S Number of Anisotropic PML layers: 15
x"wM_hl5L 其它参数保持默认
>3
.ep}, 运行仿真
hL{B9? • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
!U b?eJp • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
&G,o guo • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
4^NHf|UJH wIR[2&b 远场分析
衍射波
gAU QQ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
<K[Zl/7I 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
'
bw , K* 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
(Nlm4*{ h 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
PKM$*_LcGI 图4.远场计算对话框
?a0}^:6 yzNX2u1 5. 在远场对话框，设置以下参数：
4%v+ark8 Wavelength: 0.63
'=b&)HbeK Refractive index: 1.5+0i
a=B0ytNm Angle Initial: -90.0
Dw ;vDK Angle Final: 90.0
4e#K.HU_ Number of Steps: 721
WfbNar[ Distance: 100, 000*wavelength
re7\nZ<\| Intensity
B*iz+"H 3N%Ev o 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
5GFnfc} 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
!BikF4Y1L& 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
