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：
eVlI:yqppj •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
97&6i TYA •光栅布局
模拟和后处理分析
`kz_ q/K 布局layout
nrxN_0 R% 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^1nf|Xj [ 图1.二维光栅布局
yT,UM^' 9c?izp A 用VB脚本定义一个2D光栅布局
S_WY 91r \m\.+q] 步骤：
|zUDu\MZ{ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q6D hypB 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 oJR!0nQ Wafer Dimensions：
h*K hH>\ Length (mm): 8.5
Uex b>| Width (mm): 3.0
{C6Yr9 G.N3 R 2D wafer properties:
m$c M+ Wafer refractive index: Air
g 0 8
`=g 3 点击 Profiles 与 Materials.
C1nQZtF R t +#Ss v8 在“Materials”中加入以下
材料：
WFdS#Xf V Name: N=1.5
Gmc"3L Refractive index (Re:): 1.5
LnL<W I*Pq Ay_<?F+& Name: N=3.14
+u
Lu.-N Refractive index (Re:): 3.14
lg=[cC2 5eU/ [F9 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
kOjq LA Name: ChannelPro_n=3.14
W"0 # 2D profile definition, Material: n=3.14
2V0R|YUt H>D_0o<#y Name: ChannelPro_n=1.5
*V\kS 2D profile definition, Material: n=1.5
W%wS+3Q/ W=b5{
6 6．画出以下波导结构：
zz9.OnZ~ a. Linear waveguide 1
?L
$KlF Y Label: linear1
k~gQn:.Cx Start Horizontal offset: 0.0
y>o#Hq&qM Start vertical offset: -0.75
[J]; End Horizontal offset: 8.5
*kIJv?%_} End vertical offset: -0.75
&sKYO<6K } Channel Thickness Tapering: Use Default
Ry(!< w, Width: 1.5
bw[!f4~ Depth: 0.0
1TVTP2&Rd Profile: ChannelPro_n=1.5
QO,y/@ Ph B%t^QbU #\ b. Linear waveguide 2
v
;9s Label: linear2
RWoiV10 Start Horizontal offset: 0.5
1zM`g_(# Start vertical offset: 0.05
2D!'7ZD End Horizontal offset: 1.0
V*AG0@& ! End vertical offset: 0.05
I;`V*/s 8" Channel Thickness Tapering: Use Default
B845BSmh Width: 0.1
%_u3N p Depth: 0.0
bT;C8i4b\H Profile: ChannelPro_n=3.14
sv [)?1S SUx0!_f*R 7.加入水平平面波：
-{w&ya4X Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
J3' "-,Hv Input field Transverse: Rectangular
rd"]$_P8O X Position: 0.5
<ya3|ycnS Direction: Negative Direction
KW 09 qar Label: InputPlane1
toCN{[ 2D Transverse:
!9!N s(vUM Center Position: 4.5
YF" D;. Half width: 5.0
D" o>\Q Titlitng Angle: 45
z[';HJ0O; Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"&r1&S tO 图2.波导结构（未设置周期）
ve.4""\a k/LV=e7 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。
Jd%#eD*k9 将Linear2代码段修改如下:
$a-~ozr`C Dim Linear2
z!1j8o2 for m=1 to 8
_zOzHc? Q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
ctCfLlK Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[$./'-I] Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
_#L
IG2d Linear2.SetAttr "Depth", "0"
dFUsQ_]< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
NLdUe32A Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
RFZrcM Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
mg;qG@? Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_W!g'HP-D ="u(o(j" 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。
a@ lK+ t 图3.光栅布局通过VB脚本生成
KomF)KQ2r p#?1l/f"
设置仿真参数
sz)3
z 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
8IX6MfR}C 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
fb#Ob0H TE simulation
^C'k.pV
n~ Mesh Delta X: 0.015
q/G y&8
K Mesh Delta Z: 0.015
qH-dT,`"{ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
)kkO:j 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
y /PEm)=Tt Number of Anisotropic PML layers: 15
K=~h1qV: 其它参数保持默认
lP@9%L 运行仿真
>g F • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4];NX • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
:n>h[{ o% • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Qn<< &i~ YsT fv1~z# 远场分析
衍射波
7?A}q mv 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
./6L&?*`~; 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
/ '7WL[< 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
Ohjqdv@ 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)
{o]OxqE@ 图4.远场计算对话框
a. gu E]g KJVf9[ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
e%qMrR Wavelength: 0.63
7f`jl/ Refractive index: 1.5+0i
plp).Gq Angle Initial: -90.0
C 4n5U^ Angle Final: 90.0
P= ]ZXj[ Number of Steps: 721
7{b|+0W Distance: 100, 000*wavelength
Z1>pOJm Intensity
mG2}JWA
Kj- `ru 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
2S/^"IM[" 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[szwPNQ_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
