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：
4*&x% ~* •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
i :Pg&474f •光栅布局
模拟和后处理分析
Qh%/{6(u 布局layout
R[LVx-e7' 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
g P/[=: 图1.二维光栅布局
DalQ. t1b$,jHmKl 用VB脚本定义一个2D光栅布局
|Yh-`~~A" h?j;*|o- 步骤：
ly I
rO"o 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
@;qC % +^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ! CtY.Lp Wafer Dimensions：
+ L;[-]E8 Length (mm): 8.5
nL5Gr:SLo Width (mm): 3.0
Fkuq'C<|Y ;_am gRP7$ 2D wafer properties:
g-E!*K Wafer refractive index: Air
tBtJRi( 3 点击 Profiles 与 Materials.
jV\M`=4IC &JAQ:([: 在“Materials”中加入以下
材料：
ehtiu!Vk Name: N=1.5
)b
m|],' Refractive index (Re:): 1.5
7loCb4Hv $5GvF1 Name: N=3.14
$Rv}L' L Refractive index (Re:): 3.14
H. uflO c=I!?a" 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
:{h,0w'd Name: ChannelPro_n=3.14
W=5+k0Q 2D profile definition, Material: n=3.14
,r{*o6 r=n| MT^O Name: ChannelPro_n=1.5
T~s/@*y9 2D profile definition, Material: n=1.5
ItDe_|!L +'> N]| Z 6．画出以下波导结构：
iN*d84KTP a. Linear waveguide 1
ZB:Fjq Label: linear1
-kZz,pNQ, Start Horizontal offset: 0.0
|~8\{IcZ Start vertical offset: -0.75
*0{MAm End Horizontal offset: 8.5
Bh:AY@k End vertical offset: -0.75
l"}W $3]u$ Channel Thickness Tapering: Use Default
b;]'Bo0K Width: 1.5
.!KlN% As Depth: 0.0
_S8]W
!c Profile: ChannelPro_n=1.5
6NbIT[LvT 4v3y3 b. Linear waveguide 2
&_,^OE}K_: Label: linear2
3
C=nC Start Horizontal offset: 0.5
C+P}R]cT" Start vertical offset: 0.05
^wb -s End Horizontal offset: 1.0
00U8 <~u End vertical offset: 0.05
?@|1>epgd Channel Thickness Tapering: Use Default
PdMx6 Ab Width: 0.1
hOfd<k\A Depth: 0.0
KK(x)( Profile: ChannelPro_n=3.14
s.1(- "DU zVxiCyU 7.加入水平平面波：
fL83:<RK Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
9Lk.\. Input field Transverse: Rectangular
1)#<nk) I X Position: 0.5
^>GL <1
1 Direction: Negative Direction
m4 E 6L Label: InputPlane1
lAD i 2D Transverse:
)pr pG ! Center Position: 4.5
VOG DD@ Half width: 5.0
q*DR~Ov Titlitng Angle: 45
(d^p YPr{ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@WhcY*R2 图2.波导结构（未设置周期）
7*'_& 0 gD=s~DgN) 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。
Bf1GHn Xv 将Linear2代码段修改如下:
1uB}Oe 2~ Dim Linear2
wI x Lr{ for m=1 to 8
3(^9K2.s} Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
G aRL ]w Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
fQ#mx.|8y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
lqX]'gu]\ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
3WPMS/ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
*}ay Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
m\1*/6oV Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
xhUQ.(S`r6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
KT?vs5jg$& bRNE:))r_ 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。
H1 \ ~T 图3.光栅布局通过VB脚本生成
T:; e 73 +] uy 设置仿真参数
`E!t,*(*E 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
lG\lu'<C 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
UY}lJHp0 TE simulation
VrF]X# \) Mesh Delta X: 0.015
5U1@wfKE3> Mesh Delta Z: 0.015
G9E?
Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
F{ l,Tl"Jw 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
gl]{mUZz} Number of Anisotropic PML layers: 15
-uv1$| 其它参数保持默认
Ao{wd1 运行仿真
a Mv • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
{y<_S]0 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Yo7ctwzdH; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
K<|b>PI.s .W yI.Y1 远场分析
衍射波
,{'~J @ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
NNe'5q9 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
H7l[5 ib 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
3D<P
[.bS 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)
(6 0,0 |s 图4.远场计算对话框
= @3Qsd 9oc[}k-M 5. 在远场对话框，设置以下参数：
diTzolY7 Wavelength: 0.63
` aw k@ Refractive index: 1.5+0i
-MB ,]m Angle Initial: -90.0
L0+@{GP? Angle Final: 90.0
>{m>&u;Cc Number of Steps: 721
`uzRHbJ` Distance: 100, 000*wavelength
R?l>Vr Intensity
G4g },p! 6 _7 3 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
0CTI=<; 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
"}PmAr e 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
