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：
A v x` •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
w/@ZPBRo] •光栅布局
模拟和后处理分析
S:1[CNL; 布局layout
sx?IIFF 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
l";Yw]:^ 图1.二维光栅布局
A f'&, 1=q h)Y] L#R 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_E ' ?U ns~]a:1yh 步骤：
aM5]c c% 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/2Izj/Q 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 fcq8aW/z_ Wafer Dimensions：
ky2]% cw Length (mm): 8.5
" Enb Width (mm): 3.0
("U< @~ 4 t*%( 2D wafer properties:
L<FXtBJ Wafer refractive index: Air
l~J d>9DwY 3 点击 Profiles 与 Materials.
E &9<JS ixA.b#!1 在“Materials”中加入以下
材料：
Fk=SkS ky Name: N=1.5
/r4l7K Refractive index (Re:): 1.5
/3s&??{tv Kx9u|fp5 Name: N=3.14
@i#JlZ M_ Refractive index (Re:): 3.14
`r$7C c$C 8 a]'G)(ts 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
)j ;^3LiV3 Name: ChannelPro_n=3.14
gnJ8tuS 2D profile definition, Material: n=3.14
97liSd Jc":zR@5 Name: ChannelPro_n=1.5
8-#kY}d. 2D profile definition, Material: n=1.5
1(p:dqGS 1L,L/sOwB& 6．画出以下波导结构：
4iA F<|6s a. Linear waveguide 1
bK:U:vpYm Label: linear1
_?-o Pb Start Horizontal offset: 0.0
$udhTI#, Start vertical offset: -0.75
3sr_V~cZ9 End Horizontal offset: 8.5
G*IP?c>= End vertical offset: -0.75
G*z\
^H Channel Thickness Tapering: Use Default
"pkdZ Width: 1.5
+/[M
Ex= Depth: 0.0
+q&Hj|;8r Profile: ChannelPro_n=1.5
)Qb,zS6 i "&FW&W b. Linear waveguide 2
| Gic79b Label: linear2
yzN[%/ Start Horizontal offset: 0.5
i#-v 4g Start vertical offset: 0.05
3(c-o0M End Horizontal offset: 1.0
@1CXc"IgA End vertical offset: 0.05
W6<oy Channel Thickness Tapering: Use Default
J P 4DV=}L Width: 0.1
l.@1]4. Depth: 0.0
[6a-d> e{ Profile: ChannelPro_n=3.14
l 5-[a $Ivjcs: 7.加入水平平面波：
vH+g*A0S< Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{KgA
V Input field Transverse: Rectangular
w(@r-2D" X Position: 0.5
coAXYn Direction: Negative Direction
=z FROB\ Label: InputPlane1
n#+EG3 2D Transverse:
N,TV?Q5l7 Center Position: 4.5
! JA;0[;l= Half width: 5.0
nL
5tHz:e Titlitng Angle: 45
c`<2&ke Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
-'Z Gc8) 图2.波导结构（未设置周期）
)9H5'Wh# 9[/0 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
?I=1T. 将Linear2代码段修改如下:
ZPZh6^cc Dim Linear2
(H_dZL for m=1 to 8
B[L m}B[ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
m|q,i xg Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
h]<S0 / Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
G[KjK$.Ts? Linear2.SetAttr "Depth", "0"
2u$-( JfoS Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
rxyv+@~Nc Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|<Ls;:5. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Ic(qA {SM Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Um+ _ S@h 9[qOf Iny 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
aEN` ` 图3.光栅布局通过VB脚本生成
: {a< ~n` pX%:XpC!h 设置仿真参数
gBq Dx|G 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
es7;eH*O9 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
egu{}5 TE simulation
aMI;; iL^ Mesh Delta X: 0.015
ox&5} &\ Mesh Delta Z: 0.015
_=$~l^Y[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
l>\EkUT 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
t2,II\K l Number of Anisotropic PML layers: 15
.{ v$;g 其它参数保持默认
{]>c3=~FQb 运行仿真
m4m-JD |v • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ZO/e!yj u • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
{N~mDUoJ| • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
hi,="
/9 ]({ -vG\m 远场分析
衍射波
u
8o ! 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
m]?Z_*1 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
btg= # u 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
d 7^
` 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)
^t'mW;C$4 图4.远场计算对话框
{($bz T7c :[<Y#EX. 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[+o{0o> Wavelength: 0.63
F>\,`wP Refractive index: 1.5+0i
CmB_g ?K Angle Initial: -90.0
Q# hRnM Angle Final: 90.0
_&l 8^MD Number of Steps: 721
0~U 0s3 Distance: 100, 000*wavelength
Z 7 @'I0;A Intensity
!*v%
s :la i0>
D 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
p8,=K< 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[ bnu
DS 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
