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：
f*Js= hvO •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
@x
+#ZD( •光栅布局
模拟和后处理分析
a0\UL"z#+ 布局layout
3~rc= e 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
1A-EP@# J 图1.二维光栅布局
?UDO%`X ^^uD33@_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
)n@ 3@NV HC,@tfS 步骤：
7+4"+CA 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
vy2aNUmt 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 3=7 h+ZgB Wafer Dimensions：
ifZNl, Length (mm): 8.5
p>3 '77
V Width (mm): 3.0
c@M@t0WT[ $t'I*k^N 2D wafer properties:
HH@xn d Wafer refractive index: Air
8Oh3 iO 3 点击 Profiles 与 Materials.
1s[-2^D+EM HYmXPpse 在“Materials”中加入以下
材料：
`wd* &vl Name: N=1.5
k Z%W?# Refractive index (Re:): 1.5
\;gt&*$- *PU,Rc()6 Name: N=3.14
Z]\^.x9S Refractive index (Re:): 3.14
NI:N
W-! (OQ
@!R& 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
q.{/{9 Name: ChannelPro_n=3.14
\w[%n 0 2D profile definition, Material: n=3.14
1:UC\ WW F:GKnbY Name: ChannelPro_n=1.5
F6 VIH( 2D profile definition, Material: n=1.5
f `=T@nA N o\&~ 6．画出以下波导结构：
Qp&yS U8 a. Linear waveguide 1
SJ^?D8 Label: linear1
7#qL9+G Start Horizontal offset: 0.0
b)^ZiRW`` Start vertical offset: -0.75
{
BL 1j End Horizontal offset: 8.5
n3j h\ End vertical offset: -0.75
} /3pC a Channel Thickness Tapering: Use Default
)^f
Q@C8 Width: 1.5
^oO5t-9<! Depth: 0.0
){6)?[G Profile: ChannelPro_n=1.5
WVK-dBU 8;&S9'ci b. Linear waveguide 2
G<6grd5 PP Label: linear2
pF+wH MhUe Start Horizontal offset: 0.5
Am0C|(#Xm Start vertical offset: 0.05
WTs[Sud/ End Horizontal offset: 1.0
1?#9K j{ql End vertical offset: 0.05
bTp2)a^G Channel Thickness Tapering: Use Default
8Flf,"a Width: 0.1
?QT"sj64w Depth: 0.0
y$V)^-U>fw Profile: ChannelPro_n=3.14
~<OjXuYu |hQ|'VCN 7.加入水平平面波：
C-^%g [# Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(H %d] Input field Transverse: Rectangular
3N0X?* (x| X Position: 0.5
ruA+1-<f Direction: Negative Direction
ai
_fN Label: InputPlane1
T&"dBoUq>G 2D Transverse:
e - ]c Center Position: 4.5
kDl4t]j Half width: 5.0
%7d@+
. Titlitng Angle: 45
dN/ "1%9) Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
^WW|AS 图2.波导结构（未设置周期）
~.9o{?pbG [*{\R`M 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
iZ6C8HK&& 将Linear2代码段修改如下:
aevG<|qP Dim Linear2
>VU QTg for m=1 to 8
7h#faOP Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
V0
+k3H Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
^@*zH ?Rx{ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
3kqV_Pjg Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Bx : So6: Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
pkN:D+g S Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u$=ogp =0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
}-q `&1!t Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
$<
K)fbG K&IrTA
j} 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Pn'(8bRm 图3.光栅布局通过VB脚本生成
avt>saR &*]{"^ 设置仿真参数
#+Yp^6zg 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Tb0;Mbr 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
t-7[Mk9 @ TE simulation
^c0$pq Z}r Mesh Delta X: 0.015
=Q8H] F Mesh Delta Z: 0.015
`\F%l?aY Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
'0_j{ig 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$,e?X}4 Number of Anisotropic PML layers: 15
[b i3%yWh 其它参数保持默认
hi3sOK*r;< 运行仿真
sE%<"h\_0 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
gAr` hXO • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
hLytKPgt • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$v'Y: s\Pt,I@Y_ 远场分析
衍射波
2}Z4a\YX 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y!=
k 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
XHZ:
mLf 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
a ?,[w'7FU 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)
$D/bU lFx 图4.远场计算对话框
S\3AW, c]w 4A y`rG 5. 在远场对话框，设置以下参数：
6_%]\37_Z Wavelength: 0.63
N$,/Q9h^ Refractive index: 1.5+0i
lsB9;I^+x Angle Initial: -90.0
O\4+_y Angle Final: 90.0
5&?KW)6 Rz Number of Steps: 721
,u&tB|,W, Distance: 100, 000*wavelength
,jbGM&.C Intensity
Q$fRi[/L .@ i0U 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
t8DL 9RW' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
oEQ{m5O9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
