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：
i3N _wv{ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
TRG"fVR •光栅布局
模拟和后处理分析
J*qepq`_ 布局layout
Q:lSKf 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
iiKFV>;t/ 图1.二维光栅布局
JYs*1< USJ4qv+- 用VB脚本定义一个2D光栅布局
lB.P
?}lgwKBHl; 步骤：
7DXT1+t 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
G23Mr9m5O 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数
E~jNUTq Wafer Dimensions：
" #_NA`$i Length (mm): 8.5
74xI#`E Width (mm): 3.0
hekAics6S _~fO8_vr 2D wafer properties:
f!eC|:D Wafer refractive index: Air
pu,/GBG_ 3 点击 Profiles 与 Materials.
FK ;\Nce& |s[m;Qm[ku 在“Materials”中加入以下
材料：
u3w `(3{ < Name: N=1.5
}mk9-7 Refractive index (Re:): 1.5
)
^!oM )k- 7mwkZ Name: N=3.14
n!A')]y" Refractive index (Re:): 3.14
,b KA]#(2 m RxL%! 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
0q>f x Name: ChannelPro_n=3.14
m>jX4D7KZ 2D profile definition, Material: n=3.14
s=u0M;A0 Q ^7vh ize Name: ChannelPro_n=1.5
#c./<<P5} 2D profile definition, Material: n=1.5
\bZbz/ +D >d n[oS, 6．画出以下波导结构：
0&$e:O'v a. Linear waveguide 1
LPvyfD;Zy Label: linear1
cg}46)^<QH Start Horizontal offset: 0.0
]nEN3RJ Start vertical offset: -0.75
`3*>tq End Horizontal offset: 8.5
&W)k s End vertical offset: -0.75
0[x?Q[~S_0 Channel Thickness Tapering: Use Default
TJ
;4QL Width: 1.5
)|q,RA n Depth: 0.0
gjk=`lU Profile: ChannelPro_n=1.5
> rB7ms/@E WB"$NYB b. Linear waveguide 2
K &Ht37T Label: linear2
Xb&r|pR Start Horizontal offset: 0.5
;_%61ZI?M< Start vertical offset: 0.05
)U`H 7\*) End Horizontal offset: 1.0
72@8 M End vertical offset: 0.05
^kch]?
Channel Thickness Tapering: Use Default
_Oh;._PS Width: 0.1
cJGA5m/{I Depth: 0.0
v'2EYTVNJD Profile: ChannelPro_n=3.14
bv)E>%Yy I^ qk` 5w 7.加入水平平面波：
r9yUye} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(uD( ,3/Cw Input field Transverse: Rectangular
- $.$6"] X Position: 0.5
3Yp_k Direction: Negative Direction
N`Zm[Sv7 Label: InputPlane1
] j}zN2[A 2D Transverse:
N_= 7 Center Position: 4.5
,D
[ Half width: 5.0
4&R\6!*s Titlitng Angle: 45
0v,DQJ?w8 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
jcYI"f"~ 图2.波导结构（未设置周期）
UFyGp>/06 L>).o%(R 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
tv ,^ Q} 将Linear2代码段修改如下:
?MPM@ 9 Dim Linear2
n,9 *!1y for m=1 to 8
;^=eiurv Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
"a? k #!E Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
lF 8B+ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`i9WnPRt Linear2.SetAttr "Depth", "0"
^8
AV #a Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<(>v|5K0] Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
st :[ |` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ePrb G4xv Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ahhVl=9/ao i5(_.1X<#{ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
H]mY 6D51" 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Yc"G="XP; Njc3X@4= 设置仿真参数
23U9+ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Yu9Ccj` 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
F<Z "W}I+6 TE simulation
0;!aO.l]K Mesh Delta X: 0.015
/:z}WAW Mesh Delta Z: 0.015
YzhZ%:8 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&j2L- ) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
X`.4byqdK Number of Anisotropic PML layers: 15
L_<&oq 其它参数保持默认
?$ Uk[ 运行仿真
c42p>}P[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
.Uh-Wi[ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
e 1[kgp
• 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
7`~h' (k Sd nqM`uFo 远场分析
衍射波
*NFy%ktu 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
z=?ainnKx 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
qV/"30, K 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
3-h u'xSU 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)
Gvt d )9^< 图4.远场计算对话框
6:330"9 o-( "S|A- 5. 在远场对话框，设置以下参数：
vF ]?i Wavelength: 0.63
fx99@%Ii Refractive index: 1.5+0i
$O%lYQY] Angle Initial: -90.0
FOquQr1cF Angle Final: 90.0
nO\|43W Number of Steps: 721
q.K >v' Distance: 100, 000*wavelength
n"@3d.21 Intensity
E@0w t^ +ulX(u(, 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
/ (W{` 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
RLw=y{% p 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
