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：
'$(^W@ M#6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Hd ={CFip •光栅布局
模拟和后处理分析
!``,gExH 布局layout
{Gk1vcq 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
{]@= ijjf 图1.二维光栅布局
e 2oa($9 KBc1{adDx@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
> jLY" /%1ON9o> 步骤：
Vv=. -&' 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
sBg.u 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xdt-
;w| Wafer Dimensions：
:J&oX
<nF^ Length (mm): 8.5
G<J?"oQbRT Width (mm): 3.0
j>" @,B g* 5e^ChK0Q 2D wafer properties:
bwMm# f
Wafer refractive index: Air
;$wVu|& 3 点击 Profiles 与 Materials.
N5
6g+,w%) Fk7')? 在“Materials”中加入以下
材料：
?1
4{J]H4 Name: N=1.5
N<VJ(20y Refractive index (Re:): 1.5
?NsW|w_ })V i Name: N=3.14
xY(*.T9K Refractive index (Re:): 3.14
0GCEqQy8 xfe+n$~ c 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
&B1Wt W Name: ChannelPro_n=3.14
[hv~o~q 2D profile definition, Material: n=3.14
0 /U{p,r6` \Uq(Zga4) Name: ChannelPro_n=1.5
33B]RGq 2D profile definition, Material: n=1.5
c`w}|d]mC $uVHSH5l 6．画出以下波导结构：
t-bB>q#3> a. Linear waveguide 1
7 ~.9=I'A Label: linear1
Dp-z[]} )1 Start Horizontal offset: 0.0
#.)0xfGW)n Start vertical offset: -0.75
-k e' s End Horizontal offset: 8.5
/t$d\b17pX End vertical offset: -0.75
tl^9WG Channel Thickness Tapering: Use Default
vV-`jsq20H Width: 1.5
Txb#C[` Depth: 0.0
I:1C8*/ Profile: ChannelPro_n=1.5
R(G7m@@{ @<EO`L )Z b. Linear waveguide 2
;+ hH Label: linear2
?J > Start Horizontal offset: 0.5
')<hON44EX Start vertical offset: 0.05
+Q"4Migbe@ End Horizontal offset: 1.0
5D// *}b, End vertical offset: 0.05
lZKi'vg7 Channel Thickness Tapering: Use Default
U 0P~ Width: 0.1
d)Y}>@:W Depth: 0.0
w@w(-F!%l Profile: ChannelPro_n=3.14
5vnrA'BhBU @?]RBX?a 7.加入水平平面波：
dhK~O.~m Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
QD]6C2j* Input field Transverse: Rectangular
ml
}{|Yz X Position: 0.5
3eQ&F ~S Direction: Negative Direction
j3E7zRm] \ Label: InputPlane1
V1B5w_^>h' 2D Transverse:
)MTOU47U Center Position: 4.5
Z=vU}S>r|v Half width: 5.0
I yG}H} Titlitng Angle: 45
)bs cB j@ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
R~ q]JSIC@ 图2.波导结构（未设置周期）
B
\2 SH%\ GC}==^1 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。
.3 Oap*X 将Linear2代码段修改如下:
[S!/ E4>[' Dim Linear2
q^<?]8 for m=1 to 8
.U] -j \ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^Xh^xL2cn Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
C1 *v,i Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
1 /J=uH Linear2.SetAttr "Depth", "0"
kM N~Y Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
4@a i6,< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
A^<jy=F& Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
U&p${IcEm Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2g! +<YZ~ `3&v6 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
=Jb>x#Y 图3.光栅布局通过VB脚本生成
H"Wp rHe 8 v%o," 设置仿真参数
6(ol1
(U 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Ta\tY Zj$ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
[ v*ju! TE simulation
l!u_" I8j5 Mesh Delta X: 0.015
#S" nF@ Mesh Delta Z: 0.015
c yz3,3\e Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
1p=]hC 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
#KZBsa@p Number of Anisotropic PML layers: 15
}&D32\ 其它参数保持默认
#AQ V(;r7@ 运行仿真
v`
1lxX'* • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
U # qK. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*J` O"a • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
r_A$DaC] g`QEu
5v 远场分析
衍射波
Qzw;i8n{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
4'=y :v2 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
<wD-qT W 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
}0 Ed ] 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)
f4|rVP|x 图4.远场计算对话框
(n_/`d P 7- fb.V9 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8KzkB;=n Wavelength: 0.63
wk_@R=*(\ Refractive index: 1.5+0i
ncT&Gr Angle Initial: -90.0
NK
H@+,+V Angle Final: 90.0
'}Z<h?9 Number of Steps: 721
"3Y0`&:D Distance: 100, 000*wavelength
IJcsmNW m Intensity
uoh7Sz5!^ 4BpZJ~(p 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
@ f3 E`8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
>i?oC^QM 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
