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：
}2A1Yt:^P •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5yiiPK$qr •光栅布局
模拟和后处理分析
|I5?5 J\ 布局layout
m
Ap|?n/K 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
/j/%w T2m 图1.二维光栅布局
WbWW=(N'd o'C.,ic?C 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$2C GRhC z8 ;#H
tr 步骤：
G?d,$NMo| 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
^p zxwt 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 G1_@!
4 Wafer Dimensions：
)9* 3^v Length (mm): 8.5
%N>NOk) Width (mm): 3.0
PZ(<eJ> XJ~l5} y ] 2D wafer properties:
#*$@_ Wafer refractive index: Air
+Cg"2~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
K!c@aD:# ('6g)@=\U 在“Materials”中加入以下
材料：
3@`H<tP'6o Name: N=1.5
A=C3e4.C Refractive index (Re:): 1.5
rL
sK-qQ n WF4[<t Name: N=3.14
zHOE.V2Qo Refractive index (Re:): 3.14
y*b.eO `-EH0'w~" 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
)USC Name: ChannelPro_n=3.14
iq uTT~ 2D profile definition, Material: n=3.14
2 C]la lJzy)n e Name: ChannelPro_n=1.5
SslY]d] 2D profile definition, Material: n=1.5
6 _ 5d km\ld&d]$ 6．画出以下波导结构：
9N
D+w6" a. Linear waveguide 1
/Ej]X` F Label: linear1
*Z]WaDw Start Horizontal offset: 0.0
(5q%0|RzRs Start vertical offset: -0.75
]( =wlq) End Horizontal offset: 8.5
1: x nD End vertical offset: -0.75
+Sd,l>8\ Channel Thickness Tapering: Use Default
)ClMw!ZrU Width: 1.5
I>%S4Z+o Depth: 0.0
4SffP/ Profile: ChannelPro_n=1.5
6=,#9C9 \FoxKOTp b. Linear waveguide 2
$C05 iD Label: linear2
8q?;Hg Start Horizontal offset: 0.5
>U~|R=* Start vertical offset: 0.05
{y:#'n End Horizontal offset: 1.0
6Z7pztk End vertical offset: 0.05
lke~>0; Channel Thickness Tapering: Use Default
q#(/*AoU Width: 0.1
XJ h:U0 Depth: 0.0
N8XC~D h{ Profile: ChannelPro_n=3.14
mheU#&| `N ,Vs n" 7.加入水平平面波：
a}Fk x Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
%7]XW 2u Input field Transverse: Rectangular
<m>l-] X Position: 0.5
inB PT~y Direction: Negative Direction
(}C^_q:7d Label: InputPlane1
/iUUM
t' 2D Transverse:
.'S^&M/$ Center Position: 4.5
.IH@_iX Half width: 5.0
q qe2,X? Titlitng Angle: 45
N2tkCkl^x9 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~n/Aq* 图2.波导结构（未设置周期）
3Rd`Ysp {M@@)27gW 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。
L-z ;:Ztk 将Linear2代码段修改如下:
{ x[;5TM Dim Linear2
p/hvQy E for m=1 to 8
*^D@l%av; Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
b4v(k(< Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
x[v BK8 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
7!r#(>I6?1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Q=(@K4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
/^'B gnez Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
_hy{F%} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
^`rpf\GX( Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
M ?Nd y*] ={`CH CI 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。
hV-V eKjZ( 图3.光栅布局通过VB脚本生成
i,#k}CNu *#1y6^ 设置仿真参数
^ qeY9O 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
jC%35bi 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
N-2([v TE simulation
j0iAU1~_VX Mesh Delta X: 0.015
X>Al:?`}N Mesh Delta Z: 0.015
D0 /DI Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
oT CzY Y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
KdT[* - Number of Anisotropic PML layers: 15
]cm6 |`pz 其它参数保持默认
V#0
dGP -Z 运行仿真
< vB<` • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
+Qh[sGDdY • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\ ] • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
% 9C` uf)W-Er6~ 远场分析
衍射波
b!0DH[XKV 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
/gz:zThf{ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0#oBXu 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
(j' {~FB 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)
<S1?? 图4.远场计算对话框
:dP~.ZY7 e~{^oM 5. 在远场对话框，设置以下参数：
B%tIwUE2 Wavelength: 0.63
{L @+(I Refractive index: 1.5+0i
'>j<yaD' Angle Initial: -90.0
I-b_h5 ZD6 Angle Final: 90.0
'K@-Z] Number of Steps: 721
2_;] Distance: 100, 000*wavelength
d0(Cn}m"c Intensity
01udlW. ao#!7F 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
h a*X6R 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Sd},_Kh 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
