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：
:i;iSrKy •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Yv}V =O% •光栅布局
模拟和后处理分析
t) O8ON 布局layout
$j ZU(<4, 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
f$\gm+&hXE 图1.二维光栅布局
dd $}FlT $Tc"7nYu 用VB脚本定义一个2D光栅布局
})zYo 7 >P@JiR<@\n 步骤：
!G `7T 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#q[k"x =c 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 X- xN<S q Wafer Dimensions：
8OYw72& Length (mm): 8.5
]yvHb)X Width (mm): 3.0
,!m][ *3,Kn}ik 2D wafer properties:
p3sR>ToJ Wafer refractive index: Air
p>GTFXEi6 3 点击 Profiles 与 Materials.
Vh%=JL
sK K6C@YY( 在“Materials”中加入以下
材料：
\NIj&euF Name: N=1.5
5*Wo/%#q Refractive index (Re:): 1.5
g;|3n& 5]c'n Name: N=3.14
U6 4WTS@ Refractive index (Re:): 3.14
_[eAA4h 2swHJ.d\ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
JjD'2"z Name: ChannelPro_n=3.14
7'pmW,; 2D profile definition, Material: n=3.14
o.)8 A8 [;rty<Z^b Name: ChannelPro_n=1.5
^e<"`e 2D profile definition, Material: n=1.5
7U:-zfq z2EZ0vZ 6．画出以下波导结构：
y;M}I8W[ a. Linear waveguide 1
2YU-iipdOq Label: linear1
nDt1oM
H Start Horizontal offset: 0.0
YPq4VX, Start vertical offset: -0.75
9KqN . End Horizontal offset: 8.5
-#9Hb.Q; End vertical offset: -0.75
8 $c_M Channel Thickness Tapering: Use Default
>EMsBX Width: 1.5
- AJ$-y Depth: 0.0
_8-iO.T+2 Profile: ChannelPro_n=1.5
R:Pw@ Y? 1
3_~
K b. Linear waveguide 2
k|Xxr Label: linear2
V>8)1)dF Start Horizontal offset: 0.5
+{ qX, Start vertical offset: 0.05
,3m]jp' End Horizontal offset: 1.0
__F?iRrCM End vertical offset: 0.05
1$Jria5n Channel Thickness Tapering: Use Default
aJQx"6 c? Width: 0.1
R a> k#pQ Depth: 0.0
GT -(r+u Profile: ChannelPro_n=3.14
R<5GG|(B hI&ugdf 7.加入水平平面波：
U',.'"m Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
]VYv>o`2 Input field Transverse: Rectangular
2jMV6S9 X Position: 0.5
F" #8`Ps> Direction: Negative Direction
<c,/+
lQ^ Label: InputPlane1
H
3e(- 2D Transverse:
T)!$-qdz/ Center Position: 4.5
yMJ Y6$Ct Half width: 5.0
vf |lF9@U Titlitng Angle: 45
\Mi] !b|8 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
1#G( 图2.波导结构（未设置周期）
/Ir|& < yB 't3@dz_dG 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
"agc*o~!F 将Linear2代码段修改如下:
R%(ww Dim Linear2
-<R" for m=1 to 8
sSh=Idrx Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
S%+$ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
r35'U#VMk? Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
zW,Nv>Ac5 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
0+i\j`O& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&ye,A(4 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
FqvMi:F Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
gypE~@ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
>N&C-6W g^CAT1} 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。
!7m
) QNV 图3.光栅布局通过VB脚本生成
TQcEe@$) "Yk3K^`1T. 设置仿真参数
!hBzT7CO 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
CL~21aslI 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
A7/
R5p TE simulation
z_Nw%V4kr Mesh Delta X: 0.015
LC!Z eW35 Mesh Delta Z: 0.015
-y@5% _- Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
np>RxiB^ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Ar+<n 2;[ Number of Anisotropic PML layers: 15
HjX!a29Wf 其它参数保持默认
v(H CnC 运行仿真
dHcGe{T^( • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
rm-6A z V • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
]h
D y] • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Y|s?9' z vYYLn9}5 远场分析
衍射波
U?MKZL7 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
0 .& B 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
6l{=[\.Xa 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
@.4e^Km 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)
\F|L y >g 图4.远场计算对话框
OMr &f8 q=o "]
6 5. 在远场对话框，设置以下参数：
x J;DkPh Wavelength: 0.63
*@M7J Refractive index: 1.5+0i
if
S)
< t Angle Initial: -90.0
Ly0U')D: Angle Final: 90.0
)u. ut8![T Number of Steps: 721
$] js0 )> Distance: 100, 000*wavelength
Dn[iA~ Intensity
W6Os|z9&| :&]THUw 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
8gA:s`ofJ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
oEqt7l[I{ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
