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：
Ms.PO{wb •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
lZ}izl •光栅布局
模拟和后处理分析
r_4T tP&UW 布局layout
i Td-n9 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
2 5x cD1* 图1.二维光栅布局
/a@ k S Cn abD{uTf 用VB脚本定义一个2D光栅布局
y._'K+nl Z:I*y7V- 步骤：
%z(9lAe 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Px'R`1^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 $Llt a,ULE Wafer Dimensions：
OI~}e,[2z Length (mm): 8.5
V3##
B}2[Y Width (mm): 3.0
J1.qhy> W;^N8ap% 2D wafer properties:
4Z*|Dsw Wafer refractive index: Air
%/P=m-K 3 点击 Profiles 与 Materials.
/wr6\53J zLh Fbyn( 在“Materials”中加入以下
材料：
Oc7 >S.1 Name: N=1.5
Xa4GqV9M/- Refractive index (Re:): 1.5
s>T`l 2bWUa~%B Name: N=3.14
3f_i1|>)' Refractive index (Re:): 3.14
] } '^` ,,S9$ @R 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
}.'Z =yy Name: ChannelPro_n=3.14
Zotz?j VVr 2D profile definition, Material: n=3.14
/v5qyR7an mj)PLZ] Name: ChannelPro_n=1.5
M
/"gf;)q> 2D profile definition, Material: n=1.5
zEy&4Kl{+ *%3oyWwCd 6．画出以下波导结构：
~
9=27 p a. Linear waveguide 1
QO@6VY@ Label: linear1
~u! gUJ: Start Horizontal offset: 0.0
&(g|="T Start vertical offset: -0.75
5)mVy?Z End Horizontal offset: 8.5
9x(}F <L End vertical offset: -0.75
RYt6=R+f Channel Thickness Tapering: Use Default
sD2
^_w6j Width: 1.5
zyDZ$Dhka Depth: 0.0
~]4 kkm7Y Profile: ChannelPro_n=1.5
.vK.XFZ8R QeL{Wa-2F b. Linear waveguide 2
i!L;? `F{ Label: linear2
eO'xkm Start Horizontal offset: 0.5
JPLI
@zX^ Start vertical offset: 0.05
~ ^x-ym5 End Horizontal offset: 1.0
'| &,E#` End vertical offset: 0.05
C,.-Q"juH Channel Thickness Tapering: Use Default
xo(k?+P>. Width: 0.1
?s%v 3T Depth: 0.0
' X}7 ]y Profile: ChannelPro_n=3.14
U,HIB^=
R X($6IL6m 7.加入水平平面波：
vb
%T7 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?ZaD=nh$mK Input field Transverse: Rectangular
bK<}0Ja[ X Position: 0.5
%]#VdS|N Direction: Negative Direction
FZpsL-yx^N Label: InputPlane1
%[XY67A3I 2D Transverse:
Q3,=~}ZNK Center Position: 4.5
\dTQQ Half width: 5.0
%@P`` Titlitng Angle: 45
=5Wp&SM6 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
jXWNHIl)@ 图2.波导结构（未设置周期）
HVGr-/ 3%2jwR 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。
g ?V&mu 将Linear2代码段修改如下:
#X5hS w; Dim Linear2
|Y tg for m=1 to 8
F@1d%c Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
y:,9I` aW Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
<5I1 DF[ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5U~OP Linear2.SetAttr "Depth", "0"
y
AOg\+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<m0{'xw Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
uB;_vC Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
)\0q_a Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
TP{Gt.e um[! |g/ 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。
(]XbPW 图3.光栅布局通过VB脚本生成
+zsZNJ(U xs%LRF# u 设置仿真参数
7 ]s%r ya 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
G?/c/r G 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
UiIF6-ZZ! TE simulation
U(~U!O} Mesh Delta X: 0.015
/EU ; ?O Mesh Delta Z: 0.015
J$QBI&D Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Vho0e V= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
LwOJ |jA(, Number of Anisotropic PML layers: 15
`
8UWE { 其它参数保持默认
j#VIHCzlr 运行仿真
<0 uOq • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
5 m7b\Mak • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_!!}'fMC • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
{6O0.}q]& ;'HF'Z 远场分析
衍射波
!)c=1EX]" 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
X>t 3|h 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Obo _YE 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
ErDL^M- ` 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
X V=S ) 图4.远场计算对话框
7F(5)Utt rl?7W]; 5. 在远场对话框，设置以下参数：
M4?8xuC Wavelength: 0.63
Jq
.L:>x
Refractive index: 1.5+0i
`G?qY8 Angle Initial: -90.0
.G CR!V Angle Final: 90.0
3wC
R|ab} Number of Steps: 721
/\J|Uj Distance: 100, 000*wavelength
\A<v=VM| Intensity
.X'<
D* ooE{V*Ie 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3t aa^e. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
]1sNmi$T 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
