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：
3}gK`1Nq1 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
7r;A
wa •光栅布局
模拟和后处理分析
#62ww-E~ 布局layout
- 'VT 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
!*ucVv; 图1.二维光栅布局
<?7~,#AK 6FmgK"t8 用VB脚本定义一个2D光栅布局
'Hia6 <m3 $Yxy(7d7w 步骤：
e^an` </{ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
VsM N i#? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ZT8j9zs Wafer Dimensions：
A3$b_i @P Length (mm): 8.5
1e+?O7/ Width (mm): 3.0
lKwcT!Q4 b>(l F%M 2D wafer properties:
;7A, 'y4f Wafer refractive index: Air
P3|<K-dFAK 3 点击 Profiles 与 Materials.
x}[` - +~v(*s C 在“Materials”中加入以下
材料：
yLX#:
nm Name: N=1.5
Yt'o#"R) Refractive index (Re:): 1.5
!{XO#e x M[#Ah) Name: N=3.14
.0Z vCv:> Refractive index (Re:): 3.14
R{B~No w3 O g npzN 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ZM .g +-9 Name: ChannelPro_n=3.14
K \ ]r 2D profile definition, Material: n=3.14
Z}C%%2Iz 2fk Name: ChannelPro_n=1.5
b #U%aPH 2D profile definition, Material: n=1.5
c 1GP3 *~L]n4- 6．画出以下波导结构：
Oe!&Jma*> a. Linear waveguide 1
T}TP.!0E Label: linear1
$gTPW,~ s[ Start Horizontal offset: 0.0
]>o2P cb; Start vertical offset: -0.75
jYF3u0
) End Horizontal offset: 8.5
B=r/(e End vertical offset: -0.75
?rDwYG(u]@ Channel Thickness Tapering: Use Default
y^rg%RV Width: 1.5
jayoARUB Depth: 0.0
:[39g;V}c Profile: ChannelPro_n=1.5
?0a 0 R R 2s>;V.: b. Linear waveguide 2
t} M3F-NZ Label: linear2
: \OvVS/ Start Horizontal offset: 0.5
:
eFc.>KoD Start vertical offset: 0.05
+bn w,B>< End Horizontal offset: 1.0
]l'ki8 End vertical offset: 0.05
uSJP"Lw Channel Thickness Tapering: Use Default
~4<3`l= A Width: 0.1
mg(56) Depth: 0.0
0Kk*~gR? Profile: ChannelPro_n=3.14
POXn6R!mM1 HWBom8u0 7.加入水平平面波：
oUSG`g^P(M Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
am 3E7u/ Input field Transverse: Rectangular
$ZO<8|bW X Position: 0.5
@k,(i=** Direction: Negative Direction
`.g8JC\_m Label: InputPlane1
tV9 C33 2D Transverse:
Z B &Uhi Center Position: 4.5
| hM) e*" Half width: 5.0
KOx#L Gz Titlitng Angle: 45
BkfBFUDQ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
f4_G[?9, 图2.波导结构（未设置周期）
]:s|.C%q I Nk4_! 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
|plo65 将Linear2代码段修改如下:
I+t38 un% Dim Linear2
,?6m"ov4( for m=1 to 8
""^BW Re D Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
}8:
-I Nj4 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
q?4uH;h:^G Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
e~;) -Z Linear2.SetAttr "Depth", "0"
n0pe7/Ai Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
HPKyAcS\ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
e&4u^ '+K Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Zr;=p"cXr Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
i%8&g2 66^t[[ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
s.)w
A`&& 图3.光栅布局通过VB脚本生成
n k
9 K\I
)\Q|}JV 设置仿真参数
O Zm[i H 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
K<JP9t6Qd 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ss8v4@C TE simulation
i6 ?JX@I Mesh Delta X: 0.015
<h 51KPo^P Mesh Delta Z: 0.015
>8O=^7 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
N-YZ0/c 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
1>y=i +T/b Number of Anisotropic PML layers: 15
G5J ZB7C 其它参数保持默认
}zxh:"# K 运行仿真
O>5 u5n • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
mm<iT59 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
u>6/_^iq • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
RyWOiQk; u!k<sd_8B 远场分析
衍射波
kQl cT"R 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
_hL4@ C 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
,nRwwFd. 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
XPo' iI- 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
L)Ar{*xC 图4.远场计算对话框
v^_]W 3K ! >Y\&z A 5. 在远场对话框，设置以下参数：
-f|^}j? Wavelength: 0.63
S{7ik,Gdg Refractive index: 1.5+0i
Nw& }qSN Angle Initial: -90.0
FXEfD" Angle Final: 90.0
hcc-J)=m Number of Steps: 721
|P0L ,R Distance: 100, 000*wavelength
]m#MwN$ Intensity
^-*Tn xWe1F2nY 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
XfK.Fj~- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
UA4d|^ ev 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
