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：
>'eY/>n{ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
??]b,f4CNa •光栅布局
模拟和后处理分析
h!~Qyb>W 布局layout
. r?URC 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@ K=:f 图1.二维光栅布局
BN_I #8r e) \PW1b 用VB脚本定义一个2D光栅布局
&06pUp
iS Eo)
#t{{ 步骤：
F
`4a 0~? 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
G?,b 51" 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 gN/kNck Wafer Dimensions：
kd=|Iip;( Length (mm): 8.5
vk j Hh. Width (mm): 3.0
%&iY5A Md*~ hb8J 2D wafer properties:
)yTBtYw3 Wafer refractive index: Air
.:~{+
<*` 3 点击 Profiles 与 Materials.
J< vVsz+7: =Hd+KvA 在“Materials”中加入以下
材料：
# 0* oj/ Name: N=1.5
BJDSk#!J!{ Refractive index (Re:): 1.5
V * I2
Tlar@lC|u Name: N=3.14
2(i@\dZCb< Refractive index (Re:): 3.14
)c <X.4 H
%bXx- 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[ uLpm*7 Name: ChannelPro_n=3.14
UhX)?'J 2D profile definition, Material: n=3.14
W<c95QD. 8XG|K`'u Name: ChannelPro_n=1.5
PAy/"R9DT- 2D profile definition, Material: n=1.5
9Qb6ek PK&\pkX 6．画出以下波导结构：
%E"dha JY a. Linear waveguide 1
lzbAx Label: linear1
H/^t]bg, Start Horizontal offset: 0.0
PNp-/1 Cx Start vertical offset: -0.75
Q/%] %d End Horizontal offset: 8.5
t%fc p End vertical offset: -0.75
>Tp`Kri Channel Thickness Tapering: Use Default
~(x"Y\PEu Width: 1.5
KBg5 _+l Depth: 0.0
9=}&evGm89 Profile: ChannelPro_n=1.5
&~&oB;uR x:E:~h[.^ b. Linear waveguide 2
6
=H]p1p~O Label: linear2
..fbRt Start Horizontal offset: 0.5
2]V&]s8Wi= Start vertical offset: 0.05
MC~<jJ, End Horizontal offset: 1.0
:>*0./hG End vertical offset: 0.05
O!k C Channel Thickness Tapering: Use Default
3Hi[Y[O`%P Width: 0.1
le150;7 Depth: 0.0
iO dk) Profile: ChannelPro_n=3.14
]
L6LB \ * %n(t+'q 7.加入水平平面波：
s?7"iE Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
1 wLEkp!~ Input field Transverse: Rectangular
uwc@~=; X Position: 0.5
fA"9eUu Direction: Negative Direction
&Vy.)0 Label: InputPlane1
_-:CU
2D Transverse:
nU,~*Us Center Position: 4.5
{:TOm0eK Half width: 5.0
U.pGp]\Q)G Titlitng Angle: 45
q+U&lw|"w Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
:zQNnq:| 图2.波导结构（未设置周期）
)W^$7 Em >c=- uI 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
%fIYWu`X 将Linear2代码段修改如下:
=Bos>;dl Dim Linear2
P{2j31u ` for m=1 to 8
&l~9FE * Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
rAZ~R PrW Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
M-/2{F[ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
T_ga?G< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
mCSt.n~ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
"V <WC" Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
"]}?{ 2i;
Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
i}/Het+( Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
T-y5U}, `4 -m$ab 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。
o]aMhSol 图3.光栅布局通过VB脚本生成
]VoJ7LoCZ' cuh Z_ l 设置仿真参数
/kV5~i<1S 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
z,g\7F[ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
4"s/T0C TE simulation
Huc|HL#C Mesh Delta X: 0.015
jJV1 /]TJ Mesh Delta Z: 0.015
3'!*/UnU Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
oC}2 Z{ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
.RpWE.C Number of Anisotropic PML layers: 15
nq:'jdY5| 其它参数保持默认
XBm ^7' 运行仿真
hu 5o{ 8 [ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
D22A)0+_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
vRLWs`1j • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6E$ET5p& l >"[Nmx0;w 远场分析
衍射波
7X8n|NZRH7 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"4L_BJ Z 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
\ t]_UNGyW 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
+J3Y}A4W3X 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)
NY/-9W5T4 图4.远场计算对话框
km2 9]V=} 0Om<+]).R 5. 在远场对话框，设置以下参数：
z{nd4qOsD Wavelength: 0.63
7 b 8pWM Refractive index: 1.5+0i
I+rLKGZC Angle Initial: -90.0
/%AA\`: 6 Angle Final: 90.0
}1|FES Number of Steps: 721
jZ0/@zOf Distance: 100, 000*wavelength
&%4A3.qE Intensity
EMf"rGXu( Hv</Xam 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
w|:ev_c| 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
LZ8x h 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
