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：
x&Cp> +i •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
z [C3 •光栅布局
模拟和后处理分析
PE"v*9k 布局layout
9XLFHV(" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
9M a0^_ 图1.二维光栅布局
O /Rhf[7v* @*>Sw>oet 用VB脚本定义一个2D光栅布局
hIYTe .&1C:> 步骤：
=WG= C1Z 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
c>HK9z{ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Hp Vjee Wafer Dimensions：
9MY7a=5E~ Length (mm): 8.5
]iko mCg Width (mm): 3.0
kL>d"w ?kTWpXx"= 2D wafer properties:
/KCPpER k{ Wafer refractive index: Air
J~#$J&iKh 3 点击 Profiles 与 Materials.
a.@q GsIH `_vB+a 在“Materials”中加入以下
材料：
kW@,$_cK Name: N=1.5
?w b+L Refractive index (Re:): 1.5
id^sr
Mw yCl x` S( Name: N=3.14
aG+j9Q_ Refractive index (Re:): 3.14
? 4 S+edX j(rL 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
i3VW1~ .8 Name: ChannelPro_n=3.14
1L nyWZ 2D profile definition, Material: n=3.14
|Ic`,>XM Dg HaOAdU Name: ChannelPro_n=1.5
2xwlKmI N 2D profile definition, Material: n=1.5
F {+`uG FLZWZ; 6．画出以下波导结构：
)$ Mmn a. Linear waveguide 1
"O[j!fG8, Label: linear1
I $t3qd{H& Start Horizontal offset: 0.0
#A7jyg": Start vertical offset: -0.75
&HW1mNF9 End Horizontal offset: 8.5
ZR0r>@M3v< End vertical offset: -0.75
k c `V4b% Channel Thickness Tapering: Use Default
(1R?s>3o Width: 1.5
N |g;W Depth: 0.0
*?ITns W< Profile: ChannelPro_n=1.5
"=. t
36# Kl{>jr8B3 b. Linear waveguide 2
I6!5Yj]O" Label: linear2
bx4'en# Start Horizontal offset: 0.5
!4"^`ors$ Start vertical offset: 0.05
}n_p$g[Nj/ End Horizontal offset: 1.0
5yZ TcS z End vertical offset: 0.05
LhXUm Channel Thickness Tapering: Use Default
u lFzZHJ Width: 0.1
>'uU)Y { Depth: 0.0
p?D2)( Profile: ChannelPro_n=3.14
l _'[27 >L C<O. 7.加入水平平面波：
|{r$jZeE Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
}R[#?ty; ] Input field Transverse: Rectangular
mW2,1}Jv X Position: 0.5
'_ \;jFAM Direction: Negative Direction
"\W-f Label: InputPlane1
Uxfl_@lJ 2D Transverse:
f3j{V N Center Position: 4.5
%@ a8P Half width: 5.0
L4u;|-znw Titlitng Angle: 45
.nu @ o40 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
w]b,7 QuNz 图2.波导结构（未设置周期）
u%/fx~t$ acP+3u?r 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。
\0l>q , 将Linear2代码段修改如下:
`1*nL,i Dim Linear2
\!vN for m=1 to 8
do*}syQ`O Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
DS-0gVYeDW Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
S{4z?Ri, ' Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
p.I.iAk%G^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
/={Js* Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
7]xm2CHx5 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
HoV^Y6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
EN{]Qb06A Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
1g# #s Sa6 -K,-h[ o 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。
Jd\apBIf 图3.光栅布局通过VB脚本生成
|Fm6#1A@ \^( 0B8|w 设置仿真参数
NNhL*C[_7 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
}+o:j'jB 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
2?m.45` TE simulation
@`tXKP$so Mesh Delta X: 0.015
|@ ,|F:h<M Mesh Delta Z: 0.015
H>9CW<8 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
w -Nhs6 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
t }IkK=f Number of Anisotropic PML layers: 15
I;5R2" 3 其它参数保持默认
? D,=37 运行仿真
O# wpbrJ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
vZ/6\ Cz • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
x!\ONF5$ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
X [#zCM *
t CS 远场分析
衍射波
08X_}97#WF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Pe C7 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
!O\;Nua 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
[E#UGJ@ 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)
#;n +YM">: 图4.远场计算对话框
[I4ege> gaA<}Tp, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
?JL7=o
X Wavelength: 0.63
Kp+CH7I* Refractive index: 1.5+0i
E_KCNn-f Angle Initial: -90.0
b:qY gg Angle Final: 90.0
#r
PP* Number of Steps: 721
m<L; Distance: 100, 000*wavelength
D\<y)kh Intensity
l3N I$Z u gP+fN$5'd 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+,~z Wv1v 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
V G/3x R&y 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
