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：
q 4Q1Ib-<2 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Uh*V>HA# •光栅布局
模拟和后处理分析
vX&Nh"0H& 布局layout
SeKU ?\ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
o4tQ9X=} 图1.二维光栅布局
K
o,O!T. =p$1v{L8 用VB脚本定义一个2D光栅布局
)fv0H&g FhW\23OC 步骤：
7?e*b(vd 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
xoPpu
2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 @99@do |C Wafer Dimensions：
OSxr@ Length (mm): 8.5
Hcuvu[)T" Width (mm): 3.0
/z`L B YS%HZFY, " 2D wafer properties:
e5C560 Wafer refractive index: Air
G|v{[>tr 3 点击 Profiles 与 Materials.
~gmj /PQ0 c:M~!CXO 在“Materials”中加入以下
材料：
o[0Cv* Name: N=1.5
zJOL\J ' Refractive index (Re:): 1.5
YrFB~z.V WM~@ /J Name: N=3.14
89@gYA"Su Refractive index (Re:): 3.14
)mS
A og< #1+1 q{=Z< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
G)G5eXXX Name: ChannelPro_n=3.14
, )|nxX 2D profile definition, Material: n=3.14
hxGZ}zq*S ):31!IC Name: ChannelPro_n=1.5
ymiOtA Z 2D profile definition, Material: n=1.5
^,qi` Tk N\BB8<F 6．画出以下波导结构：
<x *.M"6? a. Linear waveguide 1
9])dLL0 Label: linear1
jI aAx_ Start Horizontal offset: 0.0
T Dq(%IW Start vertical offset: -0.75
@))PpE`co8 End Horizontal offset: 8.5
?v p'
/l" End vertical offset: -0.75
R#DnV[ !\ Channel Thickness Tapering: Use Default
'1_CMr Width: 1.5
\ym3YwP4/: Depth: 0.0
:= C-P7
Profile: ChannelPro_n=1.5
K1Snag _ ?]bd-E b. Linear waveguide 2
8XI G<Nc Label: linear2
;*Ldnj;B Start Horizontal offset: 0.5
fucG 9B Start vertical offset: 0.05
UOC>H%r~M? End Horizontal offset: 1.0
^"STM'Zh End vertical offset: 0.05
hR H qG Channel Thickness Tapering: Use Default
?A +-k4l Width: 0.1
b*&AIiT Depth: 0.0
-<h4I
aM Profile: ChannelPro_n=3.14
. zZee,kM @ (<C { 7.加入水平平面波：
D,b'1= Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
F !g>fIg Input field Transverse: Rectangular
dj>zy X Position: 0.5
3|x*lmit Direction: Negative Direction
wc`UcGO Label: InputPlane1
xkV(E!O 2D Transverse:
x ]{}y_ Center Position: 4.5
Y@B0.5U 2 Half width: 5.0
p8,Rr{ Titlitng Angle: 45
GCm(3%{V%( Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
B|XrjI? 图2.波导结构（未设置周期）
cBZ$$$v\# |mvY=t
% 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。
v"ZNS 将Linear2代码段修改如下:
|qTvy,U[ Dim Linear2
+?y ', Ir for m=1 to 8
Uq/FH @E= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
|7ct2o~un Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
i;B &~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
i 7D[5! Linear2.SetAttr "Depth", "0"
|iS d< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
n<q1itjD Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
t$~CLq5a d Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
W'lejOiw Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%n?&#_G| ;&7dX^oH 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。
S7a05NO 图3.光栅布局通过VB脚本生成
mk.1j x ?l ,^wjtA 3j8 设置仿真参数
hvW FzT5 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
gOb"-;Zw 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
7]sRHX0o% TE simulation
tBU n
KPT Mesh Delta X: 0.015
'aV])(Wm> Mesh Delta Z: 0.015
f[1 s4Dp3- Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
p.@ kv 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Y]!WPJ`f2 Number of Anisotropic PML layers: 15
U/ds(*g@ 其它参数保持默认
(>]frlEU~ 运行仿真
gpT~3c;l= • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
eYtP396C| • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
V_\9t8 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ICdfak <=nOyT9 远场分析
衍射波
s#cb wDT 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
'Nkd * 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
wF=?EK(;P{ 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
Hnft1
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)
t ]gZ^5 图4.远场计算对话框
]C'^&:&< !}lCwV 5. 在远场对话框，设置以下参数：
(jmF7XfU Wavelength: 0.63
B)/L[ )S Refractive index: 1.5+0i
Z1}@N/>> Angle Initial: -90.0
1u8 k} Angle Final: 90.0
$ U=j<^R}a Number of Steps: 721
"f~*4g Distance: 100, 000*wavelength
;SgPF:T>Q Intensity
*q&^tn b Talmc|h 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
>\?RYy,s$ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
L}=DC =E 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
