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：
QrD o|GtE •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
VCNT4m •光栅布局
模拟和后处理分析
pvWau1ArNq 布局layout
&0N<ofYX 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Pvo#pY^dXX 图1.二维光栅布局
?9j {V7h [c K^+s)N 用VB脚本定义一个2D光栅布局
V BoMT:# # jYpVc{] 步骤：
6,Hqb<( 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
hVoNw6fE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 fT:}Lj\L1 Wafer Dimensions：
O/A E}] Length (mm): 8.5
BJjx|VA+ Width (mm): 3.0
XR# ;{p+b x
FJg 2D wafer properties:
= Je>`{J Wafer refractive index: Air
+,'T=Ic{ 3 点击 Profiles 与 Materials.
*ck}|RhR t
*6loS0+ 在“Materials”中加入以下
材料：
`&7RMa4= Name: N=1.5
W -2i+g) Refractive index (Re:): 1.5
-=$2p0" R !jX4`/n2 Name: N=3.14
_fTwmnA Refractive index (Re:): 3.14
GrJ#. MlO-+}`_+ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
*}b]rjsj Name: ChannelPro_n=3.14
?v]- ^X=& 2D profile definition, Material: n=3.14
^z1IN-Tm/ 3 &&+Y X Name: ChannelPro_n=1.5
mxTk+j= 2D profile definition, Material: n=1.5
6o3 T;h I d8wS!W`7 6．画出以下波导结构：
,+/zH'U} a. Linear waveguide 1
@_'OyRd8 Label: linear1
To"dG& h Start Horizontal offset: 0.0
g9tu %cIkR Start vertical offset: -0.75
Qez SJ
io End Horizontal offset: 8.5
I %_MV End vertical offset: -0.75
I?Y d
Channel Thickness Tapering: Use Default
3*S[eqMJc Width: 1.5
0`hwmDiB" Depth: 0.0
O;XG^s@5 Profile: ChannelPro_n=1.5
9V!-ZG MOz}Q1`a b. Linear waveguide 2
GKtS6$1d# Label: linear2
`"y`AY/N Start Horizontal offset: 0.5
<HoAj"xf Start vertical offset: 0.05
gy _$#e End Horizontal offset: 1.0
$% qg" End vertical offset: 0.05
LVtu*k Channel Thickness Tapering: Use Default
kl7A^0Qrz Width: 0.1
Eek9|i"p Depth: 0.0
a0_(eO -S Profile: ChannelPro_n=3.14
66:ALFwd7 iLq#\8t^ 7.加入水平平面波：
|"k&fkS$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
~uaP$*B[ Input field Transverse: Rectangular
\P?ToTTV X Position: 0.5
D&{
*AH%Q Direction: Negative Direction
Hhv$4;&X Label: InputPlane1
U{1z;lJ 2D Transverse:
Df=q-iq<{/ Center Position: 4.5
Pn WD}'0V Half width: 5.0
r'aY2n^O Titlitng Angle: 45
m N1Ssq"B Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"n?<2
wso 图2.波导结构（未设置周期）
*3Nn +T
rY 70 ^<z 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
2R@%Y/ 将Linear2代码段修改如下:
H^(L90 Dim Linear2
F>Jg~ FD* for m=1 to 8
1kFjas `g Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
YdOUv|tZC Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
W"sr$K2m| Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
R{3CW^1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
= HE
m) Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
gg]~2f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
" bX4Q4Dq Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[&VxaJ("3 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
TlPVHJyt U6{dI@|B 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。
9YC&&0 C@ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Yo2Trh olty4kGD$V 设置仿真参数
@-6?i) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
D Vw Cx^ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
\C/z%Hf7- TE simulation
f=ib9WbR# Mesh Delta X: 0.015
'Z[d7P Mesh Delta Z: 0.015
nFX AF!,jj Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
7%CIt?Z% 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
zqGYOm$r Number of Anisotropic PML layers: 15
T-P@u-DU 其它参数保持默认
3?ba
1F0Nw 运行仿真
2V$9ei6 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
87 8tI3- • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
1q!sKoJ< • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ryEvm WYu 3
jh|y, 远场分析
衍射波
Zr"dOj$Jf 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
|h,F Uj<r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
L?f qcW{ 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
3wNN<R 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)
kPJ~X0Fr{t 图4.远场计算对话框
b\L)m ( 2u&c
&G 5. 在远场对话框，设置以下参数：
OK\] *r Wavelength: 0.63
|Ow$n Refractive index: 1.5+0i
lIl9ypikg Angle Initial: -90.0
Q-Y@)Mf~?0 Angle Final: 90.0
~ 7BX@? Number of Steps: 721
rk|a'& Distance: 100, 000*wavelength
-s~p}CQ. Intensity
Z OHRUm 6DZ2pT: 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
YHh u^}|jQ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
r %xB8e9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
