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：
Z*(OcQ- •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
) }k"7" •光栅布局
模拟和后处理分析
[P]M)vJ** 布局layout
5U*${ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
1+l[P9?R[ 图1.二维光栅布局
bHz Z4i hJX;/ ~L 用VB脚本定义一个2D光栅布局
\\Z hM
}}wSn s 步骤：
z[JM ]Wy 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
1Sv$!xX `n 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 N8!e(Y K_ Wafer Dimensions：
#Zn+-Ih Length (mm): 8.5
fUJe{C<H Width (mm): 3.0
p4K
8L'nZ Iapzh y2l 2D wafer properties:
ke'OT>8 Wafer refractive index: Air
rNgAzH 3 点击 Profiles 与 Materials.
zj= F4]w Xg}~\|n 在“Materials”中加入以下
材料：
fJi?~[5< Name: N=1.5
7f~7vydZ} Refractive index (Re:): 1.5
f i6_yFl 5'x Z9 K Name: N=3.14
@2\UjEo~ Refractive index (Re:): 3.14
5jTA6s9z A d"+ _`d=` 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
3 W3d $ Name: ChannelPro_n=3.14
L.a~vk
1 2D profile definition, Material: n=3.14
5zt5]zl' 6| 1#Pr j Name: ChannelPro_n=1.5
^{g+HFTA@ 2D profile definition, Material: n=1.5
Z3iX^ >
!HC
? 6．画出以下波导结构：
S_Vquw(+ a. Linear waveguide 1
\BSPv]d Label: linear1
dw7h@9\ y Start Horizontal offset: 0.0
` $[`C/h Start vertical offset: -0.75
o2LUB)=R' End Horizontal offset: 8.5
$U%N$_k? End vertical offset: -0.75
2f 9%HX(5 Channel Thickness Tapering: Use Default
RY*s }f Width: 1.5
3N{
ZX{ } Depth: 0.0
A OCiIPw
Profile: ChannelPro_n=1.5
'RCX6TKBnR q -^Z=, < b. Linear waveguide 2
l3kBt-m Label: linear2
}iR!uhi# Start Horizontal offset: 0.5
d.NB@[?* Start vertical offset: 0.05
uC1v^!D End Horizontal offset: 1.0
e#4 iue7U End vertical offset: 0.05
`Y7&}/OM Channel Thickness Tapering: Use Default
1;+(HB Width: 0.1
{>#4{D00 Depth: 0.0
;[-y>qU0 Profile: ChannelPro_n=3.14
7me1 :}4 .f S 1 7.加入水平平面波：
71Mk!E=1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
\"A ~ks~ Input field Transverse: Rectangular
f@IL2DL}\ X Position: 0.5
D5
^Wi Q< Direction: Negative Direction
I4 4bm?[S Label: InputPlane1
2 lBu"R 6} 2D Transverse:
# 'kVW{ Center Position: 4.5
[2ZZPY9?Q Half width: 5.0
j [y +'O Titlitng Angle: 45
u|E9X[% Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
g ??@~\Ov 图2.波导结构（未设置周期）
cBnB(t% n!\&X9%[8 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。
9=;ETLL " 将Linear2代码段修改如下:
jQ Of+ZE Dim Linear2
`]g}M , for m=1 to 8
_{'HY+M Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^'aMp}3iu Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
=nN&8 vRH Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
81U(* 6 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}!RFX )T Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0@8EIQxK" Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
v#`P?B\ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Mo+ H LN Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
d[I}+% {[ {\f`s^;8{ 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。
l= <
: 图3.光栅布局通过VB脚本生成
kculHIa\. Wtwh.\Jba 设置仿真参数
cLe659 & 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
H?axl Rmw3 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
}x1p ~N+; TE simulation
slMWk;fmD} Mesh Delta X: 0.015
<CUe"WbE) Mesh Delta Z: 0.015
w">p
8 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
z,B'I.)M 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Y r^C+Oyg Number of Anisotropic PML layers: 15
@[4 Tdf 其它参数保持默认
-kd_gbnr3 运行仿真
`$D2 w| • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
p V^hZ. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
r$~
f[cA • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
v-@xO&< ,-*o c> 远场分析
衍射波
M&iA^Wrs 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
@ l:\Ka~TS 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
<<P&
MObqj 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
k;pTOj 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)
0@ 9em~ 图4.远场计算对话框
T6ajWUw #:?vpV#i 5. 在远场对话框，设置以下参数：
7$7Y)&\5 w Wavelength: 0.63
\^+=vO;A Refractive index: 1.5+0i
3N,!y Angle Initial: -90.0
T7=~l)I Angle Final: 90.0
z`D;8x2b Number of Steps: 721
', yY Distance: 100, 000*wavelength
48BPo,nWR Intensity
QviH+9 6A]Ia4PL 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
r}y]B\/ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
u;Q'xuo3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
