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：
Vx-7\NB •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
)+fh-Ui •光栅布局
模拟和后处理分析
[ +P#tIL 布局layout
c/ uNM 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
,cq F3 图1.二维光栅布局
/7
Cn(s5 o -
|gmQG 用VB脚本定义一个2D光栅布局
rXHv`k y B/n[m@O 步骤：
9 Y Bv|A 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
"!EcbR 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 .aflsUD Wafer Dimensions：
CJhL) 0Cs Length (mm): 8.5
0Zg%+)iy@ Width (mm): 3.0
Qa.u Mq
a` 0=AQ 2D wafer properties:
=)7s $
p Wafer refractive index: Air
@$z<i `4 3 点击 Profiles 与 Materials.
& zo|Lfe \Acqr@D 在“Materials”中加入以下
材料：
y a_<^O
9 Name: N=1.5
GQ-Rtn4v Refractive index (Re:): 1.5
Ox-|JJ= >
%KuNy{ Name: N=3.14
!Ta>U^ 7 Refractive index (Re:): 3.14
!* OJ.W& C$5[X7' 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
s8h-,@p Name: ChannelPro_n=3.14
uyY|v$FM 2D profile definition, Material: n=3.14
|p -t%xDdr $r3i2N-I Name: ChannelPro_n=1.5
1Pa tH[T[ 2D profile definition, Material: n=1.5
[0D
Et YtWJX kB 6．画出以下波导结构：
2r Zx Sg a. Linear waveguide 1
aT`%;i^ Label: linear1
OiP!vn}k Start Horizontal offset: 0.0
L/z),# Start vertical offset: -0.75
'R:"5 d End Horizontal offset: 8.5
NhYL t w^u End vertical offset: -0.75
h3;bxq!q Channel Thickness Tapering: Use Default
[#sz WNfU Width: 1.5
J^g!++|2P Depth: 0.0
=3v ]gOcO Profile: ChannelPro_n=1.5
y(xJT j Tq4- wE+ b. Linear waveguide 2
@qHNE,K Label: linear2
@n": w2^B Start Horizontal offset: 0.5
)<Hd T Start vertical offset: 0.05
(zFi$ End Horizontal offset: 1.0
_ :VB}> End vertical offset: 0.05
-bU oCF0 Channel Thickness Tapering: Use Default
1&U>,;]* Width: 0.1
s4uhsJL V$ Depth: 0.0
>HS W]"k Profile: ChannelPro_n=3.14
AoI /n4T^ mOlI#5H 7.加入水平平面波：
}_68j8` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
LoGVwRmoC Input field Transverse: Rectangular
r#B+(X7LM X Position: 0.5
q')R4=0
K Direction: Negative Direction
?%y?rk < Label: InputPlane1
W!&vul5 2D Transverse:
O7 $hYk Center Position: 4.5
5kz)5,KjM Half width: 5.0
Mwr"~?\\ Titlitng Angle: 45
QD>"]ap,o Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
go<W( ,O 图2.波导结构（未设置周期）
1{r)L{] q+ vx_4 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
yu/`h5& * 将Linear2代码段修改如下:
Zc`BiLzrIG Dim Linear2
[ra _ 2R for m=1 to 8
w:<W.7y?0 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
,5 * eX Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
v3jg~ "! Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
n= u &uqA* Linear2.SetAttr "Depth", "0"
s K5r$Dbr Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
a0ObBe' Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
JQ@E>o7_ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
DY?Kfvef Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"
_ka<R.. 2 FW \O0U 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。
y)@[Sl> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Pw61_ZZ4B\ gjAIEI 设置仿真参数
qDfd. gL 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
c. 2).Jt, 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
TBT:/ Vfun TE simulation
9
o &`5 Mesh Delta X: 0.015
6gs0 1c,BA Mesh Delta Z: 0.015
t>$kWd{9e; Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
y;o^- O 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
SrK) t.oK Number of Anisotropic PML layers: 15
k>g _Z`%< 其它参数保持默认
t8+X %-r 运行仿真
)(384@'"u • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
R w:*'1 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ssN6M./6 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
@0u~ ?!g@ x-?Sn' m 远场分析
衍射波
[6XF=L,! 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
f V'ZsJ N 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
PU1Qsb5 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
u2?|Ue@[ 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)
Y*vW!y u 图4.远场计算对话框
7*Ej. HK *5^Q7`` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
b7p@Dn?E Wavelength: 0.63
LB a[:j2 Refractive index: 1.5+0i
?qWf up\S Angle Initial: -90.0
= < oBgD0k Angle Final: 90.0
4k@5/5zsM Number of Steps: 721
/Id%_, }Kb Distance: 100, 000*wavelength
CyXR i}W. Intensity
='Y!+ ?I~()]k5 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1N gCw\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
|~vI3]}fx 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
