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&U&E| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#H~_K}Ks •光栅布局
模拟和后处理分析
l +'F_a 布局layout
d(;4`kd*N 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
gl8Ib<{ 图1.二维光栅布局
<{Q'&T <41ZZ0<EwY 用VB脚本定义一个2D光栅布局
`)K y0&? $ 4m*kQ 步骤：
)h_8vO2 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
<+v{GF #R 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ~aTKG|74 Wafer Dimensions：
h/)_)
r.x Length (mm): 8.5
'wQv3 ; Width (mm): 3.0
poT&-Ic[ Udgqkl 2D wafer properties:
TQ ]dW Wafer refractive index: Air
!L$x:/R9M 3 点击 Profiles 与 Materials.
QkQ!Ep( 86
.`T l; 在“Materials”中加入以下
材料：
s{}]D{ bc Name: N=1.5
O
)d[8jw" Refractive index (Re:): 1.5
F wG! > 6RoAl$}' Name: N=3.14
56}X/ u Refractive index (Re:): 3.14
Vzg=@A # {tiKH=&J 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
@'6"7g Name: ChannelPro_n=3.14
k N7 Bd} 2D profile definition, Material: n=3.14
5(m(xo6 li oc`C: Name: ChannelPro_n=1.5
R2<s0l 2D profile definition, Material: n=1.5
6 46JDX[o (?0`d 6．画出以下波导结构：
L |j%S a. Linear waveguide 1
Cu;5RSr2Z Label: linear1
78 f$6J q Start Horizontal offset: 0.0
-NJ!g/ >mM Start vertical offset: -0.75
(s<s@` End Horizontal offset: 8.5
lLhL`C ! End vertical offset: -0.75
<0P5 o| Channel Thickness Tapering: Use Default
`G 9 l Width: 1.5
H`9Uf) Depth: 0.0
|{>ER,<- Profile: ChannelPro_n=1.5
^teq[l$; zUJZ`s eF b. Linear waveguide 2
! 69&Ld Label: linear2
I:98 $ r$ Start Horizontal offset: 0.5
$g0+,ll[6 Start vertical offset: 0.05
o 5U(i End Horizontal offset: 1.0
zP\7S}p7% End vertical offset: 0.05
fWnD\mx?0 Channel Thickness Tapering: Use Default
\3f& 7wU Width: 0.1
"R>FqX6FB Depth: 0.0
4GdX/ 6C. Profile: ChannelPro_n=3.14
').}N z {i0SS 7.加入水平平面波：
*cuuz i& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(V`Md\NL` Input field Transverse: Rectangular
nI.x X Position: 0.5
9;.(u'y| Direction: Negative Direction
DyJ.BQdk) Label: InputPlane1
/D&%v *~E 2D Transverse:
D,v U Center Position: 4.5
u$#Wv2| mk Half width: 5.0
@mP]*$00 Titlitng Angle: 45
x!L QxoNF Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
a 8k; (/ 图2.波导结构（未设置周期）
[ ep i#]m GPz(j'jU 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
' rp }G&m 将Linear2代码段修改如下:
}o4N<%/+ Dim Linear2
ygJr=_iA9 for m=1 to 8
@hQlrq5c Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
~c^>5 4 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
XR2~Q)@ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
}D4 11228 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
gxz-R?. Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
'm1N/)F Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^z1&8k"[^ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
X+L) -d Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
VVH.2&`I [FA{x?v kf 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
~(!XY/ 0e 图3.光栅布局通过VB脚本生成
|F ,R&<2 {"oxJ`z4 设置仿真参数
An;MVA 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
M FTk qbc 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
U*Ge<(v$ TE simulation
*n" /a{6> Mesh Delta X: 0.015
SDu#Yt&mhh Mesh Delta Z: 0.015
wW>z gTG Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|8mhp.7 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,@1p$n Number of Anisotropic PML layers: 15
(" LQ ll9 其它参数保持默认
1)
ta 运行仿真
-F'b8:m • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Ox#\M0Wn$3 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
O"Ku1t! • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
zi`b2h ee%fqVQ8P 远场分析
衍射波
q0f3=" 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ST\$= 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
C<KrMRWh ^ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
(WJ${OW 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)
.>Ljnk 图4.远场计算对话框
@u==x *{ | fP.F`V_Y 5. 在远场对话框，设置以下参数：
^Ge+~o?x Wavelength: 0.63
n6s}w w) Refractive index: 1.5+0i
r.4LU Angle Initial: -90.0
XsnF~ )YW Angle Final: 90.0
,%\o4Rc'o Number of Steps: 721
fS~;>n%R Distance: 100, 000*wavelength
:_!8
WB Intensity
/~ x "wo
=-_B:d; 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
5:'hj$~|\1 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
R|wGU)KEc' 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
