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：
]^ !}*
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$`Rxn*}V4# •光栅布局
模拟和后处理分析
Cgo XZX 布局layout
w -dI<s 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
/hfUPO5 图1.二维光栅布局
' fl(N2t 2 8+HKbgK 用VB脚本定义一个2D光栅布局
&E]"c]i+ Bt6xV<jD 步骤：
EO Q aY 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
~*kK4]l P 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dgY5ccP Wafer Dimensions：
S| "TP\o Length (mm): 8.5
[k ~C+FI Width (mm): 3.0
zi_[ V@Es/ U2=hSzY 2D wafer properties:
/xf.\Z7< Wafer refractive index: Air
bQpoXs0w; 3 点击 Profiles 与 Materials.
4%> +Wh[ P |v ? 在“Materials”中加入以下
材料：
'rh\CA/}D Name: N=1.5
DZ%8 |PmB Refractive index (Re:): 1.5
Y)v% aLHrl6" Name: N=3.14
|QMT
A5 Refractive index (Re:): 3.14
:^ .u-bHI d>~`j8,B 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
T#/ 11M$uQ Name: ChannelPro_n=3.14
r.Lx%LZ\^ 2D profile definition, Material: n=3.14
0O^U{#*$I XC2Q*Z Name: ChannelPro_n=1.5
vS2(Q0+TZi 2D profile definition, Material: n=1.5
g.=!3e&z% eoJFh 6．画出以下波导结构：
fW[_+r] a. Linear waveguide 1
>LCjtm\ Label: linear1
8W { g Start Horizontal offset: 0.0
h4 h d<, Start vertical offset: -0.75
vo.EM 1x End Horizontal offset: 8.5
nT)~w
s End vertical offset: -0.75
6eO xF8 Channel Thickness Tapering: Use Default
EL D
+:b Width: 1.5
r@;$V_I Depth: 0.0
=$[W,+X6f Profile: ChannelPro_n=1.5
w
zdxw$E $*wu~ b. Linear waveguide 2
zcZ^s v> Label: linear2
2pw>B%1WP) Start Horizontal offset: 0.5
n/Or~@pHD Start vertical offset: 0.05
NCp%sGBmG End Horizontal offset: 1.0
2Sv>C `FMU End vertical offset: 0.05
1ME|G"$ ; Channel Thickness Tapering: Use Default
^75pV%<% Width: 0.1
@i\7k(9:A Depth: 0.0
x={kjym L Profile: ChannelPro_n=3.14
5N Fq7&rJ6 Un~]Q?w 7.加入水平平面波：
Xk;Uk[ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
}D(DU 5r Input field Transverse: Rectangular
^9n}-Cqeq X Position: 0.5
zv&eP q\# Direction: Negative Direction
EC0zH#N Label: InputPlane1
3@% BA(M 2D Transverse:
-<H ri5 Center Position: 4.5
1fmSk$ y.9 Half width: 5.0
5Gc_LI&v7 Titlitng Angle: 45
g6HphRJ5s Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
5^bh.uF 图2.波导结构（未设置周期）
7O]J^H+7 Bi %Z2/ 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。
ZE{aS4c 将Linear2代码段修改如下:
ccIDMJ=2 Dim Linear2
`4se7{'UK` for m=1 to 8
eUi> Mp Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
NU BpIx& Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
z&\Il#'\m+ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
nYo&x' Linear2.SetAttr "Depth", "0"
xn0s`I[ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
721{Ga4~S Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
9<+;hH8J_r Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
= E##},N" Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
3Pw %[q=g }x{rTEq 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。
#i'C 图3.光栅布局通过VB脚本生成
U& tfl / L{4),65 设置仿真参数
3U :YA&K( 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
o6`Y7,] 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
aUsu l'e;M TE simulation
^p{A !I! Mesh Delta X: 0.015
s|fCR Mesh Delta Z: 0.015
|_xZ/DT Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Lg\8NtP 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,AGM? &A Number of Anisotropic PML layers: 15
{o Q(<&Aw 其它参数保持默认
PT
0Qzg 运行仿真
Tw`F?i~ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
P2A]qX • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
FY_av W • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
&;S wLDF"1 n23 %[#,r 远场分析
衍射波
}Rf}NWU)| 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
5i}CzA96 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_stI?fz*4k 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
w ! =_ 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)
0:7v/S!: 图4.远场计算对话框
]{q- Y<{" pe`TH::p 5. 在远场对话框，设置以下参数：
?0 KiR? Wavelength: 0.63
dXf]G6 Refractive index: 1.5+0i
r_qncy,F Angle Initial: -90.0
B;Q`v KY Angle Final: 90.0
C}M0XW Number of Steps: 721
ox i
a} Distance: 100, 000*wavelength
W>aQ
tT Intensity
[RGC!}"mr nm{'HH-4 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
0{^l2?mgSb 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
AaCnTRG 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
