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：
F:x" RbbF •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
DGj:qd( •光栅布局
模拟和后处理分析
4K[ E3aA 布局layout
mS6
#\'Qa 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
kih;'>H< 图1.二维光栅布局
ZOK2BCoW
YH&`+ + 用VB脚本定义一个2D光栅布局
)7Gm<r wAkpk&R 步骤：
k q8:h 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
r@f8-!{s2h 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 }L>}_NV\ Wafer Dimensions：
tm @&f Length (mm): 8.5
S=~[ 6;G Width (mm): 3.0
d5fnJ*a>l |sMRIW, P 2D wafer properties:
@
U'g}K Wafer refractive index: Air
B /:q
3 点击 Profiles 与 Materials.
H ifKa/}P8 *r@7 :a5 在“Materials”中加入以下
材料：
B BbGq8p Name: N=1.5
0=# :x()e Refractive index (Re:): 1.5
f PZt*A__ bdZ[`uMD Name: N=3.14
[-_ 3Zr Refractive index (Re:): 3.14
%/"I.\%d
ri 1D*CS 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Z,)4(#b = Name: ChannelPro_n=3.14
0f&B;?)! 2D profile definition, Material: n=3.14
D+P( E^rKS&P Name: ChannelPro_n=1.5
%i {Z@ 2D profile definition, Material: n=1.5
@ )1>ba R8I%Cyc 6．画出以下波导结构：
&l "/G%W a. Linear waveguide 1
y^zII5|s Label: linear1
f6vhW66:?x Start Horizontal offset: 0.0
ayfR{RYi Start vertical offset: -0.75
y G)xsY V End Horizontal offset: 8.5
[Ul"I-K End vertical offset: -0.75
kd)Q$RA( Channel Thickness Tapering: Use Default
1K?R A*aj Width: 1.5
g>-pC a Depth: 0.0
]$Pl[Vegy Profile: ChannelPro_n=1.5
H )hO/1 m 3u#bx1 b. Linear waveguide 2
z/!LC;( Label: linear2
nNz1gV:0X Start Horizontal offset: 0.5
^MIF+/bQ Start vertical offset: 0.05
r+n0M';0 End Horizontal offset: 1.0
7rQ wn2XD{ End vertical offset: 0.05
=!)Ye:\Q Channel Thickness Tapering: Use Default
u^|c_5J ( Width: 0.1
CX?q %o2b Depth: 0.0
iGB1f*K%x Profile: ChannelPro_n=3.14
G%^jgr) ~k \ Dde 7.加入水平平面波：
-{`8Av5)E% Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
k#F | Input field Transverse: Rectangular
m:B9~ lbT+ X Position: 0.5
vZ,DJ//U, Direction: Negative Direction
`NYu|:JK: Label: InputPlane1
OL]P(HRm]~ 2D Transverse:
DmU,}]#: Center Position: 4.5
* N>n5 B2 Half width: 5.0
\c}_ !.xj" Titlitng Angle: 45
v+Eub;m Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
X3 e&c 图2.波导结构（未设置周期）
p 4_j>JPv5 Ip ro6
I 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。
@<kY,ox@~ 将Linear2代码段修改如下:
oCfO:7 Dim Linear2
5. ibH for m=1 to 8
-Zq \x' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
J,4,#2M8 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
=mR~\R(
I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
+t*V7nW Linear2.SetAttr "Depth", "0"
U\*]cw Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
'8%jA$o\g Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
OT 0%p) Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Z$ ? (~ln Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
&O
+?#3 8;6j 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。
WC0z'N({W 图3.光栅布局通过VB脚本生成
"&Hr)yyWG (4o<U%3kGq 设置仿真参数
:o~]FVf 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
^h\(j*/#X 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
;~ D$ rT TE simulation
Q g~cYwX Mesh Delta X: 0.015
7 Tb[sc' Mesh Delta Z: 0.015
IiU\} <O Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
U#V&=~- 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
+3uPHpMB- Number of Anisotropic PML layers: 15
R
[ZY;g:p 其它参数保持默认
K|pg'VT" 运行仿真
b?{MXJ| • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
j,n\`7dD$ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Sq&r
; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
:F T x#cZ (+yH 远场分析
衍射波
z iDvDu= 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
b5Q|$E 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
L4DT*(;!E 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Hr_5N,
4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
oyB
gF\ 图4.远场计算对话框
gY'-C zu3Fi = |0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
)J*M{Gm 6i Wavelength: 0.63
AH{#R D Refractive index: 1.5+0i
' -U&S Angle Initial: -90.0
i0:1+^3^U Angle Final: 90.0
InI>So%e|< Number of Steps: 721
r<$ o [,W Distance: 100, 000*wavelength
Xh}S_/9}5 Intensity
(C;Q< Vw u dNjL 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#x qiGK 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[#=IKsO'R6 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
