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：
LaL{
^wP •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
aU#r`D@0 •光栅布局
模拟和后处理分析
ti R i_ 布局layout
?5E MDawt 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
X@/wsW(kM\ 图1.二维光栅布局
c0_5 12 [Kb)Q{=) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Ax9A-| 9U@>& 3[v 步骤：
cK IA.c}N 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
cet|k! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 fF5\ \_, Wafer Dimensions：
hn$jI5*` Length (mm): 8.5
)/z+W[t Width (mm): 3.0
#8%~ u+"N R[#B|$ 2D wafer properties:
Shss};QZf( Wafer refractive index: Air
roIc1Ax: 3 点击 Profiles 与 Materials.
U I wTf2 B ++!0r['+ > 在“Materials”中加入以下
材料：
D}2$n?~+ Name: N=1.5
YdYaLTz Refractive index (Re:): 1.5
@-ir \=(U tro Name: N=3.14
xo( >nFjo Refractive index (Re:): 3.14
\}gITc).j VT;cz6"6b4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
\Awqr:A& Name: ChannelPro_n=3.14
u~Y+YzCxV 2D profile definition, Material: n=3.14
bV*q~ @xh mE9ytFH\k Name: ChannelPro_n=1.5
5X^`qUSv 2D profile definition, Material: n=1.5
D e$K 2W/*1K} 6．画出以下波导结构：
JK'tdvs~ a. Linear waveguide 1
&hWYw+yH\ Label: linear1
;F/s!bupCM Start Horizontal offset: 0.0
. |y{1? f_ Start vertical offset: -0.75
&
5'cN End Horizontal offset: 8.5
<}%gZ:Z6g End vertical offset: -0.75
Tq%## Channel Thickness Tapering: Use Default
G.^^zm sM` Width: 1.5
~S0T+4$ Depth: 0.0
vs*@)'n0 } Profile: ChannelPro_n=1.5
iUS?xKN$~- h|EHK!<"8 b. Linear waveguide 2
yq` ,) Label: linear2
)2F%^<gZ# Start Horizontal offset: 0.5
|W SvAM3 Start vertical offset: 0.05
&qm:36Y7Xg End Horizontal offset: 1.0
Xs)?PE [ End vertical offset: 0.05
6 h&i <-> Channel Thickness Tapering: Use Default
&Z+.FTo Width: 0.1
.Txwp?}; Depth: 0.0
GJB MaT Profile: ChannelPro_n=3.14
_!o0bYD *#B"%;Ln 7.加入水平平面波：
|3gWH4M4** Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
)u307Lg Input field Transverse: Rectangular
_9 z+xl X Position: 0.5
l R^W*w4y Direction: Negative Direction
T>v`UN Bl] Label: InputPlane1
k-$J # 2D Transverse:
"':SWKuMx Center Position: 4.5
V&d?4i4/Q Half width: 5.0
02po; Titlitng Angle: 45
f'u[G?C Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
9|>5;Ej 图2.波导结构（未设置周期）
(9+N_dLx~P =fI0q7]ndz 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。
D!bi>]Yd 将Linear2代码段修改如下:
buxyZV@1 Dim Linear2
O9:J
^g for m=1 to 8
z_:r&UP`" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
5:l"* Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
,., Y{CP Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{G _|gs Linear2.SetAttr "Depth", "0"
4$4n9`odE Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
/O $)m[ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
dkO ERVRe Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/ gE9 W Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
KI5099 _/ +/Vzw 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。
Z
DnAzAR 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-V}ZbXJD ,jMV
# H[
设置仿真参数
+9_E+H'?! 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
P)hawH= 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Jl89 }Sf TE simulation
lziC.Dpa Mesh Delta X: 0.015
i$4lBy_2 Mesh Delta Z: 0.015
s9Bd mD^|# Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
/S%!{;: 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
H t%O9v Number of Anisotropic PML layers: 15
A|P
`\_ 其它参数保持默认
b/eo]Id ] 运行仿真
SrXuii K • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
jp-]];:aPJ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
i<{/r-w=E • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Redxg. P Q9
RCN<! 远场分析
衍射波
LP}YH W/ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"4i_ } 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ps=QVX)YP 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
m{0u+obi&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)
7:&a,nU 图4.远场计算对话框
u9dL-Nr`
%L gfi 5. 在远场对话框，设置以下参数：
OGU#%5"< Wavelength: 0.63
AmT*{Fz8 Refractive index: 1.5+0i
2N_9S?a3sK Angle Initial: -90.0
Z!qF0UDj Angle Final: 90.0
WFF pW{ Number of Steps: 721
&E8fd/s= k Distance: 100, 000*wavelength
y1hJVYE2 Intensity
74 *iF'f?c aV?r %'~Z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
7j%sM& 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
IctLhYZ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
