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：
F7a\Luae •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
{DAwkJvb] •光栅布局
模拟和后处理分析
8 DyE
布局layout
>a
Q; 8
我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
5 '.j+{" 图1.二维光栅布局
Hz28L $ N 9_9{M{ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
p-M QI } ar R)]gk
7 步骤：
jwGd*8
/ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
) 3Eax_?Z 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ."cC^ og
Wafer Dimensions：
g5_]^[up w Length (mm): 8.5
izOtt^#DZt Width (mm): 3.0
o) sr E5 vA"yy"B+ V 2D wafer properties:
(7&[!PS Wafer refractive index: Air
JoIffI?{(D 3 点击 Profiles 与 Materials.
BIS5u4 ,C!MHn^$ 在“Materials”中加入以下
材料：
,}F{V>dhn Name: N=1.5
Y[@ $1{YS Refractive index (Re:): 1.5
=[3I#s?V `G6Nk @9 . Name: N=3.14
`UGHk*DL) Refractive index (Re:): 3.14
NkA |T1w7 PudwcP { 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
@<r ;>G Name: ChannelPro_n=3.14
yLG` tU1 2D profile definition, Material: n=3.14
T ^% $ 9 Iy>oV Name: ChannelPro_n=1.5
%Gh!h4Pv 2D profile definition, Material: n=1.5
4ijoAW3A^ U2\zl 6．画出以下波导结构：
> @` D@_v a. Linear waveguide 1
?3k;Yg/ Label: linear1
>Y!5c 2~`; Start Horizontal offset: 0.0
[C.Pzo Start vertical offset: -0.75
>a 5CW~Z] End Horizontal offset: 8.5
+)dQd T0Fq End vertical offset: -0.75
s^)wh v`C Channel Thickness Tapering: Use Default
pk:YjJs Width: 1.5
":tQYo]d Depth: 0.0
"~> # ;x{ Profile: ChannelPro_n=1.5
t 9;yyZh $
nx&(V b. Linear waveguide 2
a}c .] zm] Label: linear2
? L|m:A` Start Horizontal offset: 0.5
cL?FloPc* Start vertical offset: 0.05
7 &DhEI ^ End Horizontal offset: 1.0
.r[kNh@
b% End vertical offset: 0.05
vdyLwBz: Channel Thickness Tapering: Use Default
0 V }knR.l Width: 0.1
y_;LTCj? Depth: 0.0
hW P$U Profile: ChannelPro_n=3.14
Wz`MEyj TGl It<& 7.加入水平平面波：
E %FCOKw_ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Xb@lKX5Re Input field Transverse: Rectangular
|kB1>$ X Position: 0.5
2WE_NEpJI Direction: Negative Direction
07:CcT Label: InputPlane1
G];5'd~C;d 2D Transverse:
WPP z/c|j Center Position: 4.5
A'^y+42jY Half width: 5.0
.v?Ir) Titlitng Angle: 45
8!(4;fN$j. Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
c*sK| U7) 图2.波导结构（未设置周期）
z<YOA S:"R/EE( 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。
XT~!dq5 将Linear2代码段修改如下:
F @~zVu3' Dim Linear2
38ChS.( for m=1 to 8
yj13>"n h Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
2y s'q ! Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
z%Pbs [*C Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
BG\g`NK}Z Linear2.SetAttr "Depth", "0"
z~i=\/~tZ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
$k5mI1~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
PQ9.aJdw@- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
;-Fr^|do y Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
=B-a]?lM G$kspN*"A 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。
+nU"P 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>|1.Z' r/ ?0QoY A@.$ 设置仿真参数
J\VG/)E 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
nG
hFY Ql 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
<!g q 9 TE simulation
k`[ L Mesh Delta X: 0.015
k<x
% Mesh Delta Z: 0.015
Q }.zE+ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
l?F-w;wHN 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
oNH&VHjU Number of Anisotropic PML layers: 15
hYO UuC 其它参数保持默认
s4h3mypw 运行仿真
%<8@NbF • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
m/ vwM" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
;[9 WB<t • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
~`-z"zM:p C QO gR GW 远场分析
衍射波
U,q
] 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Twi:BI`. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
j <[+vr j 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
}$E cNm$% 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)
1xAZ0 X# 图4.远场计算对话框
aM/sD=} G4DuqN~2m 5. 在远场对话框，设置以下参数：
^,F8 ha Wavelength: 0.63
T
<J%|d .' Refractive index: 1.5+0i
Byq4PX%B Angle Initial: -90.0
$7
1(g$6# Angle Final: 90.0
MW&ww14 Number of Steps: 721
,2hZtJ<A Distance: 100, 000*wavelength
d9@!se9&Z Intensity
I |@'2z 2 A#t #c* 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`}uOl C]I 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
`72 uf<YQ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
