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：
7$d c? K •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
" =Fn.r4I •光栅布局
模拟和后处理分析
2YP"nj# 布局layout
MkV*+LXC 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
t73 Z3M 图1.二维光栅布局
5+Zx-oWq_ iHG:W wM & 用VB脚本定义一个2D光栅布局
k~s>8N:&G A](}"Pi!n 步骤：
'm p{O 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
J/ P@m_Yx 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ]@<3 6ByM Wafer Dimensions：
!A^w6Q;`V Length (mm): 8.5
W0?Y%Da(4m Width (mm): 3.0
TXvt0&- `))J8j" 2D wafer properties:
|EEz>ci Wafer refractive index: Air
BQfAe n] 3 点击 Profiles 与 Materials.
F+m4 uL2 {v 在“Materials”中加入以下
材料：
([XyW{=h ! Name: N=1.5
m=y,_Pz>U Refractive index (Re:): 1.5
0 c'2rx ThqfZl= V Name: N=3.14
6Bq2?;5 Refractive index (Re:): 3.14
#/sE{jm nR |LV'( 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
%IH|zSr)EM Name: ChannelPro_n=3.14
VFaK>gQ 2D profile definition, Material: n=3.14
+nyN+X34B ]B.,7 Name: ChannelPro_n=1.5
ujp,D#xHP 2D profile definition, Material: n=1.5
wbF1>{/" rxK[CD M, 6．画出以下波导结构：
[,?A$Z*Z| a. Linear waveguide 1
j]F3[gpc Label: linear1
%m\G'hY2 Start Horizontal offset: 0.0
O}iKPY8K Start vertical offset: -0.75
w#bbm'j7r End Horizontal offset: 8.5
Pv$"DEXA 2 End vertical offset: -0.75
RknSWuFKt Channel Thickness Tapering: Use Default
X|lmH{kf Width: 1.5
(a4y1k t- Depth: 0.0
\]:NOmI^' Profile: ChannelPro_n=1.5
}6{ )J v ] X;*\- b. Linear waveguide 2
i2R]lE8 Label: linear2
27i<6PAC[A Start Horizontal offset: 0.5
f7AJSHe Start vertical offset: 0.05
`0vy+ T5 End Horizontal offset: 1.0
,7$uh): End vertical offset: 0.05
P# #( V!YR Channel Thickness Tapering: Use Default
k)t8J \ Width: 0.1
FHPZQ C8 Depth: 0.0
{.8)gVBmA Profile: ChannelPro_n=3.14
XlcDF|?{. l8Iy 03H 7.加入水平平面波：
+A3\Hj&W Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
iP\&fZY_ Input field Transverse: Rectangular
RpXG gw X Position: 0.5
!_z>w6uR
Direction: Negative Direction
{'bkU9+ Label: InputPlane1
k 5kX 2D Transverse:
ill' K Py Center Position: 4.5
HQj4h]O# Half width: 5.0
l{x#*~g a Titlitng Angle: 45
PsT v\! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+GtGyp 图2.波导结构（未设置周期）
%SFR.U0}yK ' "p*FN 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
< g1hdF0 将Linear2代码段修改如下:
on&=%tCAL Dim Linear2
KvOI)" 0( for m=1 to 8
X(q=,^Mp Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
tF1%=&ss Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/3%xQK>% Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
dV*rnpN Linear2.SetAttr "Depth", "0"
eC:Q)%$%l Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
,+evP=(cX Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
9uoj3Rh< Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Gl:T Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
U C$+&&rO N>\?Aeh 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
"< R
2oo)^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-zkL)< 7 -\v8i.w0 设置仿真参数
@n'ss!h 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
UwT$IKR 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
8uW:_t]q TE simulation
()JDjzQT Mesh Delta X: 0.015
70(?X/5# Mesh Delta Z: 0.015
T<GD !j( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|. W;vc < 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,1+_k ="Z Number of Anisotropic PML layers: 15
rs+37 其它参数保持默认
(ZsR=:9( 运行仿真
ZJM^P'r.1c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
eR;0pWVl • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
?LM'5 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
L #b Q`t 8nR,GW\ 远场分析
衍射波
Lwk- 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
1"PE@!] 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
1yc@q8 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
zjE4v-H:l 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)
TnAX;+u 图4.远场计算对话框
W}3vY] g+*[CKO{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
F\72^,0 Wavelength: 0.63
-2d&Aq4m) Refractive index: 1.5+0i
``Rb-.Fq, Angle Initial: -90.0
AW68'G*m Angle Final: 90.0
M lwQ_5O Number of Steps: 721
;Bi{;>3 Distance: 100, 000*wavelength
)5x?Qn (B Intensity
E+ 20-> E v#aMK 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
S45_-aE 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
z6(Q
3@iO 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
