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：
e Sf
e
s •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
n~N>c*p •光栅布局
模拟和后处理分析
c(Zar&z,E 布局layout
0mo^I==J1 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
k .? aq 图1.二维光栅布局
x xOo8+kA O~F/{: U 用VB脚本定义一个2D光栅布局
cY?<
W/ WLGx=
; 步骤：
/l_ $1<c 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
J&UFP{) 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =t1.j=oC
Wafer Dimensions：
xMJF1O?3 Length (mm): 8.5
}n y ,Nl Width (mm): 3.0
OJ$169@; Icf 4OAx 2D wafer properties:
J,;[n*s Wafer refractive index: Air
qp
(ng 8%c 3 点击 Profiles 与 Materials.
eA9U|&o *A}QBZ 在“Materials”中加入以下
材料：
vr5 6
f1 Name: N=1.5
s#om Refractive index (Re:): 1.5
B% !z7AT yZ3/Ia>, Name: N=3.14
mN3}wJ}J Refractive index (Re:): 3.14
s mub > V [o8a(oC 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
jq(3y|6, Name: ChannelPro_n=3.14
OD<0,r0f, 2D profile definition, Material: n=3.14
HH+R47%* -a(f - Name: ChannelPro_n=1.5
/!ZeM Y:x 2D profile definition, Material: n=1.5
Ti`<,TA54 F4X/ )$ Dk 6．画出以下波导结构：
;:1d< Q| a. Linear waveguide 1
|`T3H5X> Label: linear1
wm0vqY+N$ Start Horizontal offset: 0.0
@-~YQ@ 08` Start vertical offset: -0.75
X&DuX %x0 End Horizontal offset: 8.5
n
m(yFX?= End vertical offset: -0.75
AfW63;kH Channel Thickness Tapering: Use Default
Gxfw!aF~ Width: 1.5
)k0e} Depth: 0.0
i.2O~30ST Profile: ChannelPro_n=1.5
h-h U=I8 t$=FcKUV}f b. Linear waveguide 2
pHFlO!#]| Label: linear2
o+{}O_r Start Horizontal offset: 0.5
+(3"XYh Start vertical offset: 0.05
5}
|O End Horizontal offset: 1.0
{;^boo q End vertical offset: 0.05
]YkF^Pf!v Channel Thickness Tapering: Use Default
hABC
rd Em Width: 0.1
mtuq Depth: 0.0
!OM9aITv[ Profile: ChannelPro_n=3.14
AWC zu5ve kH*l83 7.加入水平平面波：
I2("p.+R Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
bT- (lIU Input field Transverse: Rectangular
"lLt=s2>L X Position: 0.5
M x j Direction: Negative Direction
I=&5m g=m Label: InputPlane1
A@*P4E`xp 2D Transverse:
E>TD ` Center Position: 4.5
mH*42XC* Half width: 5.0
ZmO/6_ nU? Titlitng Angle: 45
l;U9d O}/[ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
-_'M
* - 图2.波导结构（未设置周期）
ba|x?kz K,tmh1 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。
%*OKhrM 将Linear2代码段修改如下:
4?M= ?K0 Dim Linear2
mU:C{<Z for m=1 to 8
,HS\(Z Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!.iu_xJ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
R6dw#;6{I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
0*V RFd4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Cca(
oV Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
T
:CsYj1
Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+xRja( d6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
(rFY8oHD Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
CZE5RzG /a17B 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。
NFY,$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
MUz.-YRt a}`4BMi3 设置仿真参数
Svn|vH 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
a}#[mw@m= 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
\A:m<:: TE simulation
bj(U?$ Mesh Delta X: 0.015
g]i WD;61 Mesh Delta Z: 0.015
*gHOH!K,S Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
)=9\6zXS 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
TW l':} Number of Anisotropic PML layers: 15
E&
T9R2Y 其它参数保持默认
4 *He<2g 运行仿真
bjPI:j*XU • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
3s\2 9gq • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9g >]m 6 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ujB:G0'r Ia)wlA02S 远场分析
衍射波
/#9O{) 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
sB S\S 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ckP&N:tC 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
g63:WX-\ 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)
s7 O?)f f 图4.远场计算对话框
tb AN{pX u%5B_<90V 5. 在远场对话框，设置以下参数：
a ~OCo Wavelength: 0.63
")ow,r^" Refractive index: 1.5+0i
Sl^HMO Angle Initial: -90.0
c G?RisSZ Angle Final: 90.0
s?=f,I Number of Steps: 721
KmZUDU%R Distance: 100, 000*wavelength
[[JwHM8H& Intensity
8_U*_I7( 9XF+?
x 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!-x^b.${B 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
\`{ YqO T 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
