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：
7Ml OBPh •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
APv&
^\oUH •光栅布局
模拟和后处理分析
9`Y\ `F#}q 布局layout
D}/nE>* 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
fU>4Ip1?y/ 图1.二维光栅布局
hr?0RPp} Dq<!wtFG[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
vxk~( 3]<) z]R% A:6K 步骤：
a\xf\$Ym 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
,D93 A 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 4<S=KFT_ Wafer Dimensions：
Z"d21D~h9` Length (mm): 8.5
"
XlXu Width (mm): 3.0
vPET'Bf(YV 8.tp#x,A 2D wafer properties:
w^)_Fk3 Wafer refractive index: Air
#RWmP$+#= 3 点击 Profiles 与 Materials.
+|.6xC7U Df}3^J ~JX 在“Materials”中加入以下
材料：
xX\A& 9 m Name: N=1.5
S*(n s< L Refractive index (Re:): 1.5
|K'7BK_^J : G0^t Name: N=3.14
VR vX^w0 Refractive index (Re:): 3.14
4@"n7/< \)+s)&JLb 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
1*]@1DJt Name: ChannelPro_n=3.14
(lLCAmK 5? 2D profile definition, Material: n=3.14
E )%r}4u> ; d :i Name: ChannelPro_n=1.5
V6tUijz 2D profile definition, Material: n=1.5
H
>1mi_1 m*\ XH
DB 6．画出以下波导结构：
ka [%p, H a. Linear waveguide 1
RLUH[[ Label: linear1
XV0t
8#T2 Start Horizontal offset: 0.0
}OLBEhGs Start vertical offset: -0.75
G F O(O End Horizontal offset: 8.5
FW!1 0K? End vertical offset: -0.75
5JA5:4aev Channel Thickness Tapering: Use Default
N0']t Gh2 Width: 1.5
.="[In ' Depth: 0.0
etLA F Profile: ChannelPro_n=1.5
Tz 2<# pLR UY*[='l!) b. Linear waveguide 2
*XSHzoT* Label: linear2
,L,?xvWG Start Horizontal offset: 0.5
I\oI"\}U Start vertical offset: 0.05
sXm,y$ \m End Horizontal offset: 1.0
S!wY6z End vertical offset: 0.05
B:QAG Channel Thickness Tapering: Use Default
0G"I} Jp{ Width: 0.1
)a'c_ 2 [ Depth: 0.0
)4/227b/( Profile: ChannelPro_n=3.14
I Lq"/S. Lv`NS+fX 7.加入水平平面波：
h>[][c(b Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
"lJ [H=\ Input field Transverse: Rectangular
nkvkHh X Position: 0.5
<xWBS/K Direction: Negative Direction
qC?\i['` Label: InputPlane1
auP6\kp Me 2D Transverse:
:~ 1p Center Position: 4.5
56R)631]p Half width: 5.0
EO[U ezuU Titlitng Angle: 45
]C
me)&hX Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
R0!qweGi@ 图2.波导结构（未设置周期）
&\ 0V*5tI G~\ SI. 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。
EL[N%M3 将Linear2代码段修改如下:
?NL >xMA Dim Linear2
I3ZbHb-)_, for m=1 to 8
cPgz?,hE Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
n xc35 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
iVKX *kqc Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
E" P5rT Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%hu] = Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.RNr^ *AQ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+'NiuN Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
NI^[7.2 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
|# zznT" mQOYjy3 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。
cQaEh1n 图3.光栅布局通过VB脚本生成
AF
qut btC.EmX 设置仿真参数
xCd9b:jG 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[a kyCb 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
bD[6)
ITg TE simulation
Z81{v<c; Mesh Delta X: 0.015
q1nGj Mesh Delta Z: 0.015
=~&Fq$$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
l/BE~gdl 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
nJTV@m XVq Number of Anisotropic PML layers: 15
~lR"3z_Z} 其它参数保持默认
)p MZ5|+X 运行仿真
7^bO` • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
$+Hv5]/hb • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
/:a~;i • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
\jdp L1 T
x_n$ & 远场分析
衍射波
Ml)Xq-&wc 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
B
0%kq7>g 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
- v9V/LJ 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
m7 !Fb
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)
!U$ % Jz 图4.远场计算对话框
<3;/,>^ Pm GA6)O-^G 5. 在远场对话框，设置以下参数：
t_YiF%}s&# Wavelength: 0.63
?-O(EY1E Refractive index: 1.5+0i
O'deQq[ Angle Initial: -90.0
r+HJ_R,5A Angle Final: 90.0
t=~5 I > Number of Steps: 721
FXFQ@q*}v Distance: 100, 000*wavelength
|B4dFI? Intensity
uJG^>B?`b C+}uH:I'L 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
G7C9 FV bR 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
MQ"<r,o?: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
