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：
: r(dMU3% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_u+ 7> •光栅布局
模拟和后处理分析
RA!q)/ + 布局layout
?-zuy US 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
$J^fp XO 图1.二维光栅布局
AhD C5ue= \Buy JskE 用VB脚本定义一个2D光栅布局
u0GHcpOm O%3Hp.|! 步骤：
vK% *5 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
"M, 1ElQ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 64mg :ed& Wafer Dimensions：
B>W8pZu-J Length (mm): 8.5
drMMf[ Width (mm): 3.0
}jUsv8`}8R 9b&|'BBW 2D wafer properties:
XC5/$3'M& Wafer refractive index: Air
[}YUi>NGA 3 点击 Profiles 与 Materials.
5f{P% x( qi B~ 在“Materials”中加入以下
材料：
8L, =E ap Name: N=1.5
+SR{ FF Refractive index (Re:): 1.5
^nK<t?KS u4 _QLf@I Name: N=3.14
A#6zI NK#B Refractive index (Re:): 3.14
{vGJ}q?Sd" { 9yf0n 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
~_-]>
SI Name: ChannelPro_n=3.14
(c>g7d<>n 2D profile definition, Material: n=3.14
qa-FLUkIk! NNF"si\FE Name: ChannelPro_n=1.5
[ l g!* 2D profile definition, Material: n=1.5
ni&|;"Nt- +i!5<nn 6．画出以下波导结构：
-? -XO<I a. Linear waveguide 1
kzjuW Label: linear1
~W [I Start Horizontal offset: 0.0
dYwkP^KB Start vertical offset: -0.75
odSPl{. >d End Horizontal offset: 8.5
v&|65[< End vertical offset: -0.75
8ix_<$% Channel Thickness Tapering: Use Default
1vxRhS&FY Width: 1.5
~ %8P0AP Depth: 0.0
P&uSh?[ ^ Profile: ChannelPro_n=1.5
!+Xul_XG P{-- R\ b. Linear waveguide 2
gL B(A\yG Label: linear2
=w! ik9 Start Horizontal offset: 0.5
4%^z=% Start vertical offset: 0.05
\ dFE.4 End Horizontal offset: 1.0
w.-x2Zg}, End vertical offset: 0.05
W48RZghmx
Channel Thickness Tapering: Use Default
%+H _V1F Width: 0.1
!,$#i Depth: 0.0
Y>8Qj+d Profile: ChannelPro_n=3.14
D xV=S0P 8u2k-_9 7.加入水平平面波：
-;7xUNQ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
SHX`/ Input field Transverse: Rectangular
>`\.i,X .D X Position: 0.5
/@F'f@; Direction: Negative Direction
-> rqr# Label: InputPlane1
?
`p/jA 2D Transverse:
*O
:JECKU Center Position: 4.5
w6i2>nu_O Half width: 5.0
UDh \%?j Titlitng Angle: 45
=mO5~~"W+v Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
E{<#h9=> 图2.波导结构（未设置周期）
KClkPL!jP 8YFG*HSa 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
5c` ;~ 将Linear2代码段修改如下:
-N*[f9EJB Dim Linear2
{ c#US for m=1 to 8
rx2)uUbR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Hu"$ )V Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
+@Qr GY Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`eM ZhY o Linear2.SetAttr "Depth", "0"
2iG+Ek-?" Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J'}+0mln Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
S=_u3OH0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
.; F<X \_ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
V: D;? $Jl w7Yu} JY^ 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。
p^pd7)sBr 图3.光栅布局通过VB脚本生成
M- nRhso EB}B75)x 设置仿真参数
l+9RPJD/: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
ubM1Q r 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Kk8wlC TE simulation
k24I1DlR8 Mesh Delta X: 0.015
KnkmGy Mesh Delta Z: 0.015
, `bW (V Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
f'oTN!5WF 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
MJ JC6: Number of Anisotropic PML layers: 15
Cw,a )XB 其它参数保持默认
4
neZw'm 运行仿真
^
8 }P_ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ESCN/ocV • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
}|Qh+{H*. • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
k+9F;p7 mD9Iao %4~ 远场分析
衍射波
V
*@q< rQ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
U4"^NLAq 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$VmV>NZ 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
j2D!=P K; 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)
\6wltTW]# 图4.远场计算对话框
';3>rv_ tg\Nm7I 5. 在远场对话框，设置以下参数：
uVqc:Q" Wavelength: 0.63
{N2GRF~c-y Refractive index: 1.5+0i
t{]
6GlW Angle Initial: -90.0
-s 0SQe{!_ Angle Final: 90.0
z:-{ Y2F Number of Steps: 721
g=\(%zfsxr Distance: 100, 000*wavelength
`j{3| C= Intensity
wO,qFY SSI> +A 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
PB^rniY h 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
E{Wn&?i>A 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
