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：
k]K][[ s` •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
"ld4v+o8l •光栅布局
模拟和后处理分析
VbLwhA2W}F 布局layout
-9W)|toWb" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
.dM4B'OA? 图1.二维光栅布局
fhp\of/@
R >|Yr14?7 用VB脚本定义一个2D光栅布局
&m<:&h& b !6.}{6b 步骤：
pbc<326X" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
lrrNyaFn 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 n sW # Wafer Dimensions：
k;BXt:jDq Length (mm): 8.5
<vS3 [( Width (mm): 3.0
E "9` TC [(mf:8 2D wafer properties:
sKD sps^$ Wafer refractive index: Air
.Y`;{) 3 点击 Profiles 与 Materials.
X$mCn# 8m /<zBjvr%% 在“Materials”中加入以下
材料：
,,
S]_S Name: N=1.5
fib#)KE Refractive index (Re:): 1.5
:qlcN @_ DD$YMM Name: N=3.14
TQ hu$z< Refractive index (Re:): 3.14
<yt|!p-tS b~oQhU??" 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
1V/?p<A Name: ChannelPro_n=3.14
': fq/k3;& 2D profile definition, Material: n=3.14
u_31Db< ' 5 tk0A Name: ChannelPro_n=1.5
:[ P)t
% 2D profile definition, Material: n=1.5
}(MI}o} dbVMG-z8 6．画出以下波导结构：
'\ g- z a. Linear waveguide 1
4zo^ b0v Label: linear1
Pk{eGG<F$ Start Horizontal offset: 0.0
kz3 0! L Start vertical offset: -0.75
^\ "@r%| End Horizontal offset: 8.5
41^ =z[k End vertical offset: -0.75
z:gp\ Channel Thickness Tapering: Use Default
,ICn]Pdz@ Width: 1.5
r3OR7f[ Depth: 0.0
}.DE521u Profile: ChannelPro_n=1.5
rg5ZxN|g PAYS~MnV@3 b. Linear waveguide 2
pHN o1-k\ Label: linear2
uPhL?s{ Start Horizontal offset: 0.5
~6nY5 Start vertical offset: 0.05
arWP]%E0W End Horizontal offset: 1.0
WW B m*?U End vertical offset: 0.05
Acix `-< Channel Thickness Tapering: Use Default
&hnI0m=X Width: 0.1
F9}j iCom Depth: 0.0
`AcUxnO Profile: ChannelPro_n=3.14
W gTD
O3 MJ?fMR@ 7.加入水平平面波：
Z~S%|{&Br Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
j:>_1P / Input field Transverse: Rectangular
7$ze RYD+ X Position: 0.5
{wL30D^ Direction: Negative Direction
xCTPsw]s Label: InputPlane1
mxPzB#t4 2D Transverse:
]Y.GU 7` Center Position: 4.5
z?3t ^UPW Half width: 5.0
L ^E#"f Titlitng Angle: 45
R\T1R"1 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
u5Tu~ 图2.波导结构（未设置周期）
ATG;*nIP 'W_u1l/ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
>.=v*\P 将Linear2代码段修改如下:
Vu= e|A# Dim Linear2
Ip_d eP@ for m=1 to 8
G(;hJ'LT Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`qs[a}%'>" Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
qG) M8xk Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ABaK60.O[O Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"h`oT4j5q Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
6"djX47j Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
V<A$eb>6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
r gw @ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
\8<ZPqt9 S.,5vI "s, 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。
|L<p9 0 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.+ d.~jHX ]#sF
pWI[N 设置仿真参数
cp_<y )__ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
<y2HzBC 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
;@<Rh^g] TE simulation
Kt5k_9 Mesh Delta X: 0.015
mDd L7I Mesh Delta Z: 0.015
;O~k{5.iS Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
4.e0k<]N` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
MXa(Oi2G g Number of Anisotropic PML layers: 15
Ys@OgdS@: 其它参数保持默认
r
"uQ| 运行仿真
/UG]hJ-wn • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
!)4'[5t"U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
= 9 !|%j • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
or
qL0i =1r!'<"h 远场分析
衍射波
B{ tROuN< 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
S&J>15oWM` 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
5q,ZH6\
{ 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
OB4nE}NO 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)
[[7=rn}@< 图4.远场计算对话框
Dq[Z0"8 BV zMgn; 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ib(G!oO:E- Wavelength: 0.63
hA=}R.gi Refractive index: 1.5+0i
1k0*WCfZ Angle Initial: -90.0
,(3oAj\ Angle Final: 90.0
~J! [Nx/ Number of Steps: 721
83!{?EPE Distance: 100, 000*wavelength
mFrDV,V Intensity
!~Ptnr`; z'&tmje[? 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
E_ D0Nm%n 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-q30tO. 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
