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：
p$XvVzW#< •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Xc
G •光栅布局
模拟和后处理分析
s`dUie}y< 布局layout
R, U YwI 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
:-T[)Q+-3 图1.二维光栅布局
,GF(pCZzG >Qs{LEsLb 用VB脚本定义一个2D光栅布局
' # 612iZo Cuom_+wV& 步骤：
FBA th
!E 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
OT 3~5j1[ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 \~>7n'd ] Wafer Dimensions：
R9~c: A4G Length (mm): 8.5
&^F'ME Width (mm): 3.0
(ZD ~Q_O- p $,ZYF~ 2D wafer properties:
*V@t]d $=# Wafer refractive index: Air
%Lfy!] Ru 3 点击 Profiles 与 Materials.
@`rC2-V " 8g\UR"[ 在“Materials”中加入以下
材料：
g_(O7 Name: N=1.5
}^*m0`H Refractive index (Re:): 1.5
A 1aN<!ehB <
_ <?p& Name: N=3.14
Pt7yYl&n7^ Refractive index (Re:): 3.14
qo:t"x ^ cg}lF9;d 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/9
|BAQ:v; Name: ChannelPro_n=3.14
fa(- &;q 2D profile definition, Material: n=3.14
\`>f?}4 ,egbU (:l Name: ChannelPro_n=1.5
:eR\0cn 2D profile definition, Material: n=1.5
En YEAjX srd\Mf_Ej 6．画出以下波导结构：
^J& }C a. Linear waveguide 1
$8NM[R.8^4 Label: linear1
O?qM=W Start Horizontal offset: 0.0
OC Wyp Start vertical offset: -0.75
bMN ]co End Horizontal offset: 8.5
a}kPc}n\ End vertical offset: -0.75
1<pb=H Channel Thickness Tapering: Use Default
{ [r}gS% Width: 1.5
dwUs[v Depth: 0.0
Y]+KsiOL Profile: ChannelPro_n=1.5
gq&jNj7V md /NMC
\ b. Linear waveguide 2
fvZ[eJ Label: linear2
wI#R\v8(`n Start Horizontal offset: 0.5
l +# FoN Start vertical offset: 0.05
6@ =ipPCR End Horizontal offset: 1.0
fI-f Gx End vertical offset: 0.05
$&.
rS.* Channel Thickness Tapering: Use Default
c^}DBvG, Width: 0.1
s#)0- Zj Depth: 0.0
& *o {-kw Profile: ChannelPro_n=3.14
p1
mY!&e( ~p\r( B7G 7.加入水平平面波：
u~1 ,88&U Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+Sg+% 8T Input field Transverse: Rectangular
m/ng PeZ X Position: 0.5
}n?D#Pk, Direction: Negative Direction
T)Pr%kF
Label: InputPlane1
!w:pb7+G 2D Transverse:
)S|&3\ Center Position: 4.5
\NQ[w7 Half width: 5.0
z KNac [: Titlitng Angle: 45
O\}w&BE:h Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
E&> 2=$~ 图2.波导结构（未设置周期）
MQl GEJ H8qWY"< Vd 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。
]n m(V 将Linear2代码段修改如下:
8l>YpS*S^ Dim Linear2
X-cP ' " for m=1 to 8
=wFl(Q6J Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
So}pA2[0 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
,o [FUi(#@ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
p+^K$w^Cs Linear2.SetAttr "Depth", "0"
@{@)gE Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
OZ2faf Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Bh()?{q Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
I \('b9"* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
|u M(A~? Cuo"6, M 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。
ho}G]y 图3.光栅布局通过VB脚本生成
fT d":F ])vqXjN6" 设置仿真参数
)C $1)) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Eg$Er*)h8 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/ D;cm TE simulation
iy|xF~ Mesh Delta X: 0.015
6\6g-1B` Mesh Delta Z: 0.015
,sltB3f Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
{"\pMY'7 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
P7;q^jlB Number of Anisotropic PML layers: 15
kvam`8SeL 其它参数保持默认
,~XAV ;+ 运行仿真
PH=O>a`a_O • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
+jj] tJ$[ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
g\@zQ^O? • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
d@
tD0s J|e3
UikA 远场分析
衍射波
/5Xt<7vm8 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"2`/mt Mon 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
fP{IW`t}] 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
|kqRhR(Ei 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
EP6@5PN Z 图4.远场计算对话框
1b8}TG2 aa\?k\h'7X 5. 在远场对话框，设置以下参数：
ab*O7v Wavelength: 0.63
h{CyYsQ Refractive index: 1.5+0i
Dos';9Uq Angle Initial: -90.0
Gvqu v\ Angle Final: 90.0
- 4B& {P Number of Steps: 721
M>@PRb:Oc Distance: 100, 000*wavelength
/rv=ml pRL Intensity
(o1o);AO G vc/o$_ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`&SBp }W} 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
*%2,=
p 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
