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：
a'G[ !" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
8/9YR(H3H •光栅布局
模拟和后处理分析
n*=Tm
KQ 布局layout
'xOH~RlE 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
\ ]h$8JwV 图1.二维光栅布局
P_N},Xry {2&MyxV 用VB脚本定义一个2D光栅布局
1$c[ G}h }Oy/F 步骤：
3V/|" R2s 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
L!W5H2Mc 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 49 #?I:l Wafer Dimensions：
,Hc,]TPC4
Length (mm): 8.5
` \- m qe Width (mm): 3.0
&4F
iYZ C Yk"
2D wafer properties:
iEBxBsz_ Wafer refractive index: Air
"k7C 3 点击 Profiles 与 Materials.
Uv3Fe% > -F-,Gcos 在“Materials”中加入以下
材料：
Su`]
ku' Name: N=1.5
Luh*+l-nO Refractive index (Re:): 1.5
QtqE&j nqujT8 Name: N=3.14
t4,(W` Refractive index (Re:): 3.14
]FO)U +?[iB"F 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
k{C|{m Name: ChannelPro_n=3.14
C'0=eel [ 2D profile definition, Material: n=3.14
`l}r&z(8 8F`799[p Name: ChannelPro_n=1.5
N%8a LD 2D profile definition, Material: n=1.5
o,y {fv:ki ~D Ta% J 6．画出以下波导结构：
m[*y9A1 a. Linear waveguide 1
Q92hI" Label: linear1
wo!;Bxo
N Start Horizontal offset: 0.0
T_?,? Start vertical offset: -0.75
so\8.(7n End Horizontal offset: 8.5
9RN! <`H End vertical offset: -0.75
Xc@%_ 6 Channel Thickness Tapering: Use Default
`wLa .Gzj Width: 1.5
/H[ !v:U Depth: 0.0
&l1CE1 9< Profile: ChannelPro_n=1.5
,1-#Z"~c r*s)T`T}} b. Linear waveguide 2
J"RmV@| Label: linear2
<)9 E .h Start Horizontal offset: 0.5
R a?0jcSQ$ Start vertical offset: 0.05
Q" an6ht| End Horizontal offset: 1.0
~ f>km|Q{u End vertical offset: 0.05
g JMv Channel Thickness Tapering: Use Default
@8 GW?R Width: 0.1
MDKiwT@# Depth: 0.0
4wQ>HrS)( Profile: ChannelPro_n=3.14
'@+a]kCMev 8a4&}^| 7.加入水平平面波：
|G]M"3^ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
e!~x-P5M` Input field Transverse: Rectangular
rN^P// X Position: 0.5
u~a@:D/F{G Direction: Negative Direction
g{06 d~Y Label: InputPlane1
J d eGQ 2D Transverse:
s\dF7/ b Center Position: 4.5
JmK [7t Half width: 5.0
DN;An0
{MK Titlitng Angle: 45
En j],I Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
=:-x; 图2.波导结构（未设置周期）
Tb6c]?'U ${%*O}$ 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。
Mw+8p}E 将Linear2代码段修改如下:
?]L:j Dim Linear2
Xz, sL for m=1 to 8
T&`H )o Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
0Bpix |mq Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
B}y-zj; T Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
$w$4RQk3n Linear2.SetAttr "Depth", "0"
~?)ST?& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
5 #U*vGVT Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
W=T}hA# ` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
"~lGSWcU Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
G}b LWA "ujt:4 p@ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
<ZM8*bqi 图3.光栅布局通过VB脚本生成
B3^ 4 ,' Ag`:!* 设置仿真参数
j.@TPf* 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
%r*zd0*<n1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
_ADK8a6%) TE simulation
`n!<h,S'2 Mesh Delta X: 0.015
Dab1^H!KT Mesh Delta Z: 0.015
JUlV$b.)J Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ei8OLc w:x 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
' J`%[,@V Number of Anisotropic PML layers: 15
HEjrat;5 其它参数保持默认
kOGpe'bV 运行仿真
yU( k;A- • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2ajQ*aNq • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
rtz%(4aS • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<eq 93 IYy2EK[s 远场分析
衍射波
h.6yI 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
~ 0x9` ~
2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
nO~TW 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
" (+ ># 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)
UUx0#D/U0C 图4.远场计算对话框
,zLi{a6 l*]L=rC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
j_?U6$xi Wavelength: 0.63
Y24: D7Q Refractive index: 1.5+0i
MOFIR
wVZ+ Angle Initial: -90.0
,OLN%2Sq Angle Final: 90.0
)h ~MIpWR Number of Steps: 721
`bGA c&,& Distance: 100, 000*wavelength
Ve&(izIh Intensity
W)F2X0D > C`D5``4 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
=^P<D&%q 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
a <[@p 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
