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：
)zN
)7 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
8~i@7~
J •光栅布局
模拟和后处理分析
uOQ5.S+ 布局layout
=%L^!//c 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
hk
I$ow ( 图1.二维光栅布局
/ @&Sqv4? oC
[g 用VB脚本定义一个2D光栅布局
2Y+*vN s3 $sJn:
8z 步骤：
/y 0 )r.R 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
}=U\v'% m 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {x8`gP\H Wafer Dimensions：
M Pt7 / Length (mm): 8.5
(GQy"IuFh Width (mm): 3.0
b %kh:NV{S +3 C
S3fTq 2D wafer properties:
L6a8%% ` Wafer refractive index: Air
Y%faf.$/9 3 点击 Profiles 与 Materials.
1pV"< ,t "a: ; 在“Materials”中加入以下
材料：
Z8 T{Xw6% Name: N=1.5
=9c 2 4j Refractive index (Re:): 1.5
SCjACQ}- *M"wH_cd Name: N=3.14
rnr7t \a~] Refractive index (Re:): 3.14
h2q]!01XP
^T5c^ M8o 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/Hx\ gtV Name: ChannelPro_n=3.14
#'T|,xIr-Q 2D profile definition, Material: n=3.14
G > ,rf
]N 3EyN"Lvp{o Name: ChannelPro_n=1.5
E8xXr>j># 2D profile definition, Material: n=1.5
"CaVT7L |0& S>%= 6．画出以下波导结构：
4Mprc~ 7vr a. Linear waveguide 1
bfJDF(=h Label: linear1
vmoqsdZ/ Start Horizontal offset: 0.0
~ _raI7 , Start vertical offset: -0.75
,Xn%-OT End Horizontal offset: 8.5
j<!$ug9VA End vertical offset: -0.75
=y':VIVJC Channel Thickness Tapering: Use Default
VY F4q9 Width: 1.5
+o/q@&v;Ax Depth: 0.0
6?_Uow} Profile: ChannelPro_n=1.5
5 `+*({
(p. 5J b. Linear waveguide 2
~7ArH9k . Label: linear2
u7/M>YJ`T Start Horizontal offset: 0.5
! yxb< Start vertical offset: 0.05
?832#a?FZ; End Horizontal offset: 1.0
]8mBFr5E9 End vertical offset: 0.05
sK\?i3 <? Channel Thickness Tapering: Use Default
H1 l' \ Width: 0.1
X)yTx8v4 Depth: 0.0
i->sw# Profile: ChannelPro_n=3.14
7DI8r| ~ %PG0PH4? 7.加入水平平面波：
89L -k%R Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Z?GC+hG` Input field Transverse: Rectangular
6@T_1 X Position: 0.5
J | ILG Direction: Negative Direction
tp1{)|pwY6 Label: InputPlane1
]Rw,5\0 2D Transverse:
D`LwW` 9 Center Position: 4.5
v!x=fjr< Half width: 5.0
vv3dr_l: Titlitng Angle: 45
>LW9 $[H Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
a k NJL\b 图2.波导结构（未设置周期）
=^{^KHzIl3 _ p?q/-[4 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
KR{kn[2|Q 将Linear2代码段修改如下:
0^.q5#A2 Dim Linear2
*fjarZu for m=1 to 8
>z( 6ADq Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Vbwbc5m} Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Y &#< {j': Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
>8 RIMW2 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Oy H: Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
M]6=Rxq1:E Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
] qXfg c Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
s&c^ Wr Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
x[)S3U J @]OI( B 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
BG'gk#J+f 图3.光栅布局通过VB脚本生成
%2 >FSE x{+rx. 设置仿真参数
2)U3/TNe 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
mhcJ0\@_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
R
z[- TE simulation
a5&wS@)
; Mesh Delta X: 0.015
SBYRN##n_ Mesh Delta Z: 0.015
u'=#~ '6 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
g :O.$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Ron^PvvY& Number of Anisotropic PML layers: 15
~)()PO 其它参数保持默认
>(\[ $ 运行仿真
T sR20P @ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
J,E&Uz95% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
u<+;]8[o • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Bw{W -&$o .}Xkr+
+] 远场分析
衍射波
uz*C`T0:rj 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
~>{<r{H"S 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
G"J 6X e 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
XLM 9+L 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
ytJ |jgp ' 图4.远场计算对话框
J :, [J:vSt 5. 在远场对话框，设置以下参数：
1P6~IZV N Wavelength: 0.63
\f._I+gJ Refractive index: 1.5+0i
]ImS@!Ajjx Angle Initial: -90.0
S>**hM U% Angle Final: 90.0
|z5olu$gVc Number of Steps: 721
-'Z P_$sA Distance: 100, 000*wavelength
"ebn0<cZ Intensity
}De )_E\~ +K+
== mO& 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Q>||HtF$ A 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
^B5Hjf9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
