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：
+*!oZKm. •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
z`>a,X •光栅布局
模拟和后处理分析
.'5yFBS 布局layout
^X"G~#v=q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=u${2 = 图1.二维光栅布局
>xJt&jW- Qj[4gN ?}= 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@Eqc&v!O 7<|1 xOT 步骤：
i
"62+ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
;wJLH\/ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 w v9s{I{P Wafer Dimensions：
MvL%*("4b Length (mm): 8.5
3f
eI Width (mm): 3.0
qSkt
}F%' iDp]l u 2D wafer properties:
pb_mW;JVu Wafer refractive index: Air
&=X1kQG 3 点击 Profiles 与 Materials.
;9=9D{-4+ 57v[b- SK 在“Materials”中加入以下
材料：
7{v0K"E{ Name: N=1.5
k[A=:H1" Refractive index (Re:): 1.5
.<rL2`C[c e0(loWq ] Name: N=3.14
Rk2ZdNc\ Refractive index (Re:): 3.14
\eI )(,A #s(B,`?N 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
*)L%pH>` Name: ChannelPro_n=3.14
RTH dL 2D profile definition, Material: n=3.14
T>kJB.V:oQ F{b ET Name: ChannelPro_n=1.5
[~f%z(vI 2D profile definition, Material: n=1.5
x>&1;g2r o Ep\po1 6．画出以下波导结构：
$T1
D
?X a. Linear waveguide 1
; vQ7[Pv.j Label: linear1
8
x|N R? Start Horizontal offset: 0.0
p9oru0q Start vertical offset: -0.75
,yAvLY5 P End Horizontal offset: 8.5
goIn7ei92 End vertical offset: -0.75
Il~ph9{JH Channel Thickness Tapering: Use Default
Ocx=)WKdW Width: 1.5
7 82NiVed Depth: 0.0
9.#\GI ; Profile: ChannelPro_n=1.5
Pt"; f :* A6Ba b. Linear waveguide 2
/_ o1b_1 U Label: linear2
wH{lp/ Start Horizontal offset: 0.5
c .KpXY Start vertical offset: 0.05
^[ \F uSL End Horizontal offset: 1.0
]*[S# Jk End vertical offset: 0.05
uH65 DI< Channel Thickness Tapering: Use Default
\W??`?Idh Width: 0.1
D-E30b]e Depth: 0.0
.OXvv _?< Profile: ChannelPro_n=3.14
1UyI.U] Kn=P~,FaG3 7.加入水平平面波：
L$i&>cF\_> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
BU<A+Pe> Input field Transverse: Rectangular
uJF, :}qA X Position: 0.5
3~a!h3.f Direction: Negative Direction
"eZN ci Label: InputPlane1
7=Ew[MOmM 2D Transverse:
~Q>97% Center Position: 4.5
`[VoW2CLH+ Half width: 5.0
D!TS/J1S;u Titlitng Angle: 45
h&NcN-[" Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
C;G~_if4PR 图2.波导结构（未设置周期）
fC&Egy -P(q<T2MV' 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。
[0Z
r z+q 将Linear2代码段修改如下:
az?B'|VX Dim Linear2
"'^#I_*Mf for m=1 to 8
_\"7 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
~bdADVH Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
.Rd@, 3 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
mI@E>VCV[ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
`:}GE@] Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
%kKe"$ )0 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
x\ *`i)su Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
US t Z3A' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
*&% kkbA 9bNjC&:4/] 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。
R`:Y&)c_$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
k zbgy)PK3 Nye Ga 设置仿真参数
g(;t,Vy,I 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
YaFQy0t%/5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
,CA,7Mu: TE simulation
oz(<e Mesh Delta X: 0.015
u/h Ff3 Mesh Delta Z: 0.015
8N'`kd~6[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
05TZ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
f)({;,q Number of Anisotropic PML layers: 15
p6A "_b^ 其它参数保持默认
z5=&qo|f9l 运行仿真
di
"rvw;R • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
:05>~bn>pC • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
CGbW] D$@ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
#?@ k=e\ ME > OTs 远场分析
衍射波
$f7#p4;}( 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Ki,]*-XO 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
51*o& :eim 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
B ;SYO>.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)
THi*'D/ 图4.远场计算对话框
6w0/;8(_m 0vqXLFf 5. 在远场对话框，设置以下参数：
qq]ZkT} Wavelength: 0.63
c]P`U(q9TV Refractive index: 1.5+0i
_SJ#k|vcq Angle Initial: -90.0
d(jd{L4d Angle Final: 90.0
a<k x 95 Number of Steps: 721
]uI#4t~ Distance: 100, 000*wavelength
i5T&1W i Intensity
. ,)NDG4Q 'gxSHqeI2 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!_QE|tVeR 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
yEJ}!/ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
