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：
/C[XC7^4' •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
:J6F I6 •光栅布局
模拟和后处理分析
[N*`3UZk" 布局layout
`qr.@0whP 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Th 5}?j7 图1.二维光栅布局
d>1#| yI$Mq R 用VB脚本定义一个2D光栅布局
eLo p}*k 6Nz S < 步骤：
AKKVd%
P( 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-<q@0IYyi 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 qk\LfRbj Wafer Dimensions：
6)#%36 rP Length (mm): 8.5
_K|?;j#x0k Width (mm): 3.0
!o/;"'&E .h;X5q1 2D wafer properties:
1O@ cev; Wafer refractive index: Air
v 1Jg8L= 3 点击 Profiles 与 Materials.
AG,;1b,:81 _jrkR
n1 " 在“Materials”中加入以下
材料：
5lakP? Name: N=1.5
%'[ pucEF Refractive index (Re:): 1.5
%{";RfSVX% 0XrOOYmx Name: N=3.14
vTYgWR,h Refractive index (Re:): 3.14
IHf#P5y_ M% FKg/ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
)]m_ L$9 Name: ChannelPro_n=3.14
m_>~e}2'A 2D profile definition, Material: n=3.14
0'tm., #Xd#Nc j Name: ChannelPro_n=1.5
&pLC N[a 2D profile definition, Material: n=1.5
,DWC=:@X 08E ,U 6．画出以下波导结构：
5[>N[}Ck> a. Linear waveguide 1
1"HSM =p Label: linear1
wi -{& Start Horizontal offset: 0.0
=J&aN1Hgt Start vertical offset: -0.75
N`i`[ f End Horizontal offset: 8.5
H.:
[#
a End vertical offset: -0.75
}WG -R Channel Thickness Tapering: Use Default
FuZLE%gP Width: 1.5
Z~Z+Yt;,9a Depth: 0.0
p4{3H+y Profile: ChannelPro_n=1.5
aQhr$aH ||sj*K b. Linear waveguide 2
AA0zt N Label: linear2
< \S
j5 Start Horizontal offset: 0.5
xDBHnr}[ Start vertical offset: 0.05
{uMqd-Uu End Horizontal offset: 1.0
{V9} W< End vertical offset: 0.05
9 k>=y n Channel Thickness Tapering: Use Default
I`}<1~ue Width: 0.1
/2PsC*y Depth: 0.0
SB` "%6 Profile: ChannelPro_n=3.14
s_ N]$3'[E N?;5%p G
< 7.加入水平平面波：
* E3
c-- Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hFWK^]~ a Input field Transverse: Rectangular
)Y+?)=~ X Position: 0.5
h 66X746 Direction: Negative Direction
Sk,9<@ Label: InputPlane1
#5.L%F 2D Transverse:
= g)G! Center Position: 4.5
ZIrJ"*QO= Half width: 5.0
b/Z 0{38 Titlitng Angle: 45
1z[GY RSt Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
vVi))%&S( 图2.波导结构（未设置周期）
,0Y5O?pu\ NQ(}rr'. 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。
*! y.!v* 将Linear2代码段修改如下:
.8%mi'0ud Dim Linear2
l6Q75i)eF for m=1 to 8
N~An}QX| Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
ZXj;ymC' Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
VX;tg lu2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
D; 0xROW8{ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
O/=i'0X v Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
8oj-5|ct Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
j\ SW~}d9 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
*AU"FI> V Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
e
r;3TG~ pQ Y.MZSA 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。
.1F^=C.w 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5Y&s+| 5Y8/ZW~D0 设置仿真参数
_8'F I_E3 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
e[@q {. 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
1=t\|Th- TE simulation
g{ cHh(S Mesh Delta X: 0.015
1!E+(Iq Mesh Delta Z: 0.015
?DC3BA\) Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
SdfrLdi}Y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
J
dD P Number of Anisotropic PML layers: 15
Xx0}KJ q~" 其它参数保持默认
5)yQrS !{: 运行仿真
0F<O \ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
f9FsZD • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
fx QN • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$[Fh|% \ kE".v|@ 远场分析
衍射波
D>O{>;y[
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
o " x& F 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
8F<Qc*' 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
7 '@l?u/6 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
%Iv0<oU 图4.远场计算对话框
m GWT</=[$ t p.qh]2c 5. 在远场对话框，设置以下参数：
,diV;d Wavelength: 0.63
ud`.}H~aB Refractive index: 1.5+0i
LTY@}o]\U Angle Initial: -90.0
m//(1hWv7 Angle Final: 90.0
OX ?9 3AlG Number of Steps: 721
X!n-nms Distance: 100, 000*wavelength
x
c-=;|s Intensity
Wv"[,5
Z13 PL8eM]XS 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
sDCa&"6+@ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
y= I LA 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
