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：
s1
(U Od7} •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
UaM&/K9 •光栅布局
模拟和后处理分析
M b(hdS90 布局layout
KKM!( $A 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
a_k~z3wG 图1.二维光栅布局
X oh@ (% 17yg ~ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
5~=wia #s|,o Im 步骤：
?EA&kZR] 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!s47A"O&B 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ad`=A V ] Wafer Dimensions：
YbP}d&L Length (mm): 8.5
C &&33L Width (mm): 3.0
F{F SmUxzK xZ>@wBQ 2D wafer properties:
e)A{
{wD/ Wafer refractive index: Air
apv"s+ 3 点击 Profiles 与 Materials.
r,cK#!<% ]vq=~x 在“Materials”中加入以下
材料：
BaOPtBYA: Name: N=1.5
hXQo>t-$ Refractive index (Re:): 1.5
[<IJ {yfx
2>Sr04Pt Name: N=3.14
>3)AO04=; Refractive index (Re:): 3.14
l8RKwECdPn qaEWK0 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
e4Xo(EY & Name: ChannelPro_n=3.14
\ zV'YeG 2D profile definition, Material: n=3.14
+3o
4KB} mM-7
j z Name: ChannelPro_n=1.5
N A9ss 2D profile definition, Material: n=1.5
-SKcS#IF A:,R.P>`C 6．画出以下波导结构：
8|-064i> a. Linear waveguide 1
Y$N D Label: linear1
`d!~ )D Start Horizontal offset: 0.0
k~pb XA*u Start vertical offset: -0.75
4Q^i"jT End Horizontal offset: 8.5
+V/m V7FK End vertical offset: -0.75
[ :cZDVaA| Channel Thickness Tapering: Use Default
<R8!fc{` Width: 1.5
l&6+ykQ Depth: 0.0
f<P>IE Profile: ChannelPro_n=1.5
7.7Z|lJ 5MS5 Q]/ b. Linear waveguide 2
T``~YoIdz Label: linear2
ej {7) # Start Horizontal offset: 0.5
PZSi}j/ Start vertical offset: 0.05
i `" L?3T End Horizontal offset: 1.0
X1\ao[t<;c End vertical offset: 0.05
# {|F2A M Channel Thickness Tapering: Use Default
6D1tRo Width: 0.1
Q)l~?Fx Depth: 0.0
IC@-`S#F Profile: ChannelPro_n=3.14
<!I^ xo [ vAo|o * 7.加入水平平面波：
]|)M /U * Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
C_
(s Input field Transverse: Rectangular
y2NVx!?n X Position: 0.5
KfMaVU=4P Direction: Negative Direction
=Ye I,KbA) Label: InputPlane1
cO/.(KBF 2D Transverse:
_-bEnF+/0 Center Position: 4.5
9$e6?<` (Y Half width: 5.0
" uHU!)J#z Titlitng Angle: 45
4-{f$Z @ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
_3 3YgO 图2.波导结构（未设置周期）
-H
AUKY@;5 p_l. a 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。
$sBj e*; 将Linear2代码段修改如下:
IL N0/eH Dim Linear2
Ik j_
0/%F for m=1 to 8
e8 $OV4X Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
_0 =$ 2Y^ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
u4;#~## Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
oEnCe Linear2.SetAttr "Depth", "0"
CAV
Q[r5y Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Wf!<Qot|R# Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
X1; ljX Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Z*Jp?[## Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
I85bzzZB Xoq mT/P 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。
;c ~%:| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
6o^sQ(] 30nR2mB
Kt 设置仿真参数
vqnFyd 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
o? {rPFR 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
'*,P33h9<! TE simulation
TWAt)Q"J Mesh Delta X: 0.015
GK-__Y. Mesh Delta Z: 0.015
g$$j:U*- Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
!xo; $4 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2%zJI"Ic Number of Anisotropic PML layers: 15
&Eqa y' 其它参数保持默认
>zY~")|R( 运行仿真
C PS1b • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
b^I(>l- • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ThmN^N • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
-R z%<` #Mmr{4m 远场分析
衍射波
NA9 N#; 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
)+xHv 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
z Qhc
V 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
S6pvbaMZ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
[_SV$Jz 图4.远场计算对话框
}m0h q+p^ H`028^CH$ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
G0VbW -`O Wavelength: 0.63
Zn 9ecN Refractive index: 1.5+0i
~*,e &I Angle Initial: -90.0
ss>p Angle Final: 90.0
] v{TSP^/ Number of Steps: 721
?3)
IzzO Distance: 100, 000*wavelength
:UdH}u!Ek Intensity
cf
~TVa)M <.qhW^> X
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
sLh %k 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
zP$Ef7bB 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
