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>zCzKK •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_i_^s0J •光栅布局
模拟和后处理分析
A>@ i
TI 布局layout
~)\9f 1O{^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#k %$A}9 图1.二维光栅布局
#wXq' yi `mar-r_m 用VB脚本定义一个2D光栅布局
' R&Y pR YP*EDb?f 步骤：
OAoTsqj 6 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
&cnciEw1 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ldd|" [Ds Wafer Dimensions：
KxyD{W1 Length (mm): 8.5
?b?6/_W~R Width (mm): 3.0
Gwyjie 9t x=1Iuc;&3 2D wafer properties:
rI/;L<c Wafer refractive index: Air
,$"*X-1 3 点击 Profiles 与 Materials.
t Pv3nh /.54r/FN') 在“Materials”中加入以下
材料：
i2. +E&3v Name: N=1.5
x$:>W3?T=^ Refractive index (Re:): 1.5
(x;Uy 0 rM'VgB Name: N=3.14
0GEM3~~D.? Refractive index (Re:): 3.14
'R'P^ 7R4sd 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
:c4iXK0_^? Name: ChannelPro_n=3.14
Un [ olp 2D profile definition, Material: n=3.14
>3{#S: 'o D31\@I Name: ChannelPro_n=1.5
K90wX1& 2D profile definition, Material: n=1.5
L="ipM:Z 0:NCIsIm< 6．画出以下波导结构：
:Ma=P\J
W a. Linear waveguide 1
0\qLuF[) Label: linear1
"H{Et b/ Start Horizontal offset: 0.0
$KSdNFtM)A Start vertical offset: -0.75
R,+Pcn$ws End Horizontal offset: 8.5
u u5AW=j End vertical offset: -0.75
5Q)hl.<{o7 Channel Thickness Tapering: Use Default
(R'GrN> Width: 1.5
1 u[a713O Depth: 0.0
JQi+y; Profile: ChannelPro_n=1.5
??\1eo2gB ;Jh=7wx b. Linear waveguide 2
7T\L YDT Label: linear2
!p:kEIZ)y Start Horizontal offset: 0.5
)9pRT
dT Start vertical offset: 0.05
=, MX%-2 End Horizontal offset: 1.0
W "{:|' /v End vertical offset: 0.05
n]3Lqe; Channel Thickness Tapering: Use Default
sKg
IKYG}T Width: 0.1
U"qR6 Depth: 0.0
K2Z]MpLD Profile: ChannelPro_n=3.14
\!51I./Q/ j1 Ns|oph1 7.加入水平平面波：
+hIC N,8! Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vtByC u5 Input field Transverse: Rectangular
v=pkze X Position: 0.5
{)CN.z:O Direction: Negative Direction
dmB
_ ` R Label: InputPlane1
a< E\9DL 2D Transverse:
qUS y0SQ/l Center Position: 4.5
&UFj
U%Z% Half width: 5.0
'DhH:PR Titlitng Angle: 45
,J@A5/B,AA Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
JEL.*[/ 图2.波导结构（未设置周期）
o8 RVmOXe kB!
iEoIBA 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。
P&sn IJ 将Linear2代码段修改如下:
v1R t$[ Dim Linear2
E"'4=_ for m=1 to 8
X/8TRiTFv Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
EGL7z`nt Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
x/d(" Bb Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
rOo |.4w Linear2.SetAttr "Depth", "0"
(nDen5Q| Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
sZ DxTP+ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
P\rA>ZY Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
:Z R5<Y> Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
;irAq| /8O; Q~a 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
)azK&f@tR| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
gebDNl\Y2 qS!U1R?s 设置仿真参数
Ivx]DXR| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
olxnQY Fo 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
gucgNpX TE simulation
%7v!aJ40 Mesh Delta X: 0.015
2v\< MrL Mesh Delta Z: 0.015
c}G\F$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
v.!e1ke8D* 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
yEP kF0? Number of Anisotropic PML layers: 15
]kir@NMv> 其它参数保持默认
qa>H @`P 运行仿真
GlOSCJZ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
0%
zy 6{ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
gWGh:. *T • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<- (n48 &C m$%3 远场分析
衍射波
`gX $N1( 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
hRI?>an 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
2uzy]faM 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
i `7(5L~` 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)
(hi{ i 图4.远场计算对话框
M\D25=( o^3X5})sv 5. 在远场对话框，设置以下参数：
lcR1FbJ2' Wavelength: 0.63
2hf7F";Af Refractive index: 1.5+0i
DmiZ"A Angle Initial: -90.0
6R|^IPOGp Angle Final: 90.0
g kFw=Cd Number of Steps: 721
^US ol/ Distance: 100, 000*wavelength
G0lg5iA<fC Intensity
m:)s UC0 K# kMz#B+i 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
mO0}Go8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Oq[YbQ'GE 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
