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：
2b$>1O&2 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
u n v:sV#b •光栅布局
模拟和后处理分析
..`c# O& 布局layout
7:UeE~ uB: 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Ub3$ ` 图1.二维光栅布局
` P Uqz& xv]z>4@z, 用VB脚本定义一个2D光栅布局
J||g(+H> Dmh$@Uu#F 步骤：
if'=W6W 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
[5P-K{Ko 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 { I{ 0rV Wafer Dimensions：
nd' D0<% Length (mm): 8.5
M1Q&)am Width (mm): 3.0
]ae(t`\l ^ fV"Y/9}( 2D wafer properties:
Wg}KQ6
6 Wafer refractive index: Air
p cLKE
ZK 3 点击 Profiles 与 Materials.
l+Wux$6U 8>C4w 5kF 在“Materials”中加入以下
材料：
,Q"'q0hM= Name: N=1.5
{vD $od i Refractive index (Re:): 1.5
'Dfs&sm RE t&QP Name: N=3.14
7UBDd1 Refractive index (Re:): 3.14
3 /RwCtc b~.$1oZ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
LDg9@esi Name: ChannelPro_n=3.14
s\d3u` G 2D profile definition, Material: n=3.14
Gpu[<Z4 n{ QyqI Name: ChannelPro_n=1.5
eCI'<^ 2D profile definition, Material: n=1.5
.F ?ww}2p] t=7Gfv 6．画出以下波导结构：
EE'2<"M a. Linear waveguide 1
kQ=bd{a6 Label: linear1
F+*E}QpM Start Horizontal offset: 0.0
I{$suPk Start vertical offset: -0.75
od!44p] End Horizontal offset: 8.5
Ft>B% -; End vertical offset: -0.75
>M 5}L< Channel Thickness Tapering: Use Default
"==c Width: 1.5
f,ro1Nke Depth: 0.0
1:eWZ]B5" Profile: ChannelPro_n=1.5
0L>3 i8' j)@W1I]2# b. Linear waveguide 2
_h1bVd- Label: linear2
R6<'J?k Start Horizontal offset: 0.5
8ve-g\C8 H Start vertical offset: 0.05
?h `,@~ 6u End Horizontal offset: 1.0
'wPX.h? End vertical offset: 0.05
s $(%]~P Channel Thickness Tapering: Use Default
F.TIdkvp Width: 0.1
gxhp7c182 Depth: 0.0
qBk[Afjgz Profile: ChannelPro_n=3.14
,i*rHMe t M5(&cQ!d 7.加入水平平面波：
XB'rh F8rl Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Cx;it/8+ Input field Transverse: Rectangular
Xf;!w:u X Position: 0.5
"*zDb|v Direction: Negative Direction
+/ &rO,Ql Label: InputPlane1
p7+{xXf 2D Transverse:
2@(+l*.Q Center Position: 4.5
/,:cbpHsu Half width: 5.0
pRfKlTU\ Titlitng Angle: 45
vT5GUO{5 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Cnpl0rV~5 图2.波导结构（未设置周期）
y1 a%f.F` rE*y T(:w 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
og$dv
23 将Linear2代码段修改如下:
Gh_5$@ hF Dim Linear2
9{u/|,rq1 for m=1 to 8
xpa+R^D5G Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
@%g:'^/ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4 4QW&qL!( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
]>)}xfL &, Linear2.SetAttr "Depth", "0"
e`+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
a3A-N] ;f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
uEPm[oyX Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
T>| +cg Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{{A=^rr%C |vi= h2* 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。
[ GknE#p 图3.光栅布局通过VB脚本生成
o
^w^dgJ L^^f.w#m 设置仿真参数
Z+R-}< 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-X
EK[ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
J{Ij TE simulation
e>Q:j_ ?.e Mesh Delta X: 0.015
,9|7{j|u Mesh Delta Z: 0.015
j; /@A
lZl Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
QdZH Igh`i 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2aivc,m{r Number of Anisotropic PML layers: 15
!OV+2suu1 其它参数保持默认
$xvwnbq#y 运行仿真
BI2'NN\ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
"`K73M,c?9 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
B%Oi1b O • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Jv2V@6a( 3rh t5n2 - 远场分析
衍射波
g 7%vI8Y)@ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
)$Fw<;4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
} 2y "F@{T 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
T Fc/` 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)
1%.Ct Ti 图4.远场计算对话框
#!z'R20PH wj$3 L 3 5. 在远场对话框，设置以下参数：
K(mzt[n( Wavelength: 0.63
f$ nZogaQ Refractive index: 1.5+0i
n-9X<t|*?a Angle Initial: -90.0
+],2smd@N Angle Final: 90.0
yOjTiVQ9 Number of Steps: 721
mX
SLH' Distance: 100, 000*wavelength
o,1Fzdh6( Intensity
tV.96P;)/9 Ky7-6$ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
K!jau|FS 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
&)Wm r F 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
