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：
hVAatn[ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'8[;
m_S •光栅布局
模拟和后处理分析
v]Aop<KLX 布局layout
).AMfBQ=; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
VfUHqdg- 图1.二维光栅布局
7C R6 ew~ 0T^ 0)c 用VB脚本定义一个2D光栅布局
xsiJI1/68 }9&dY!h + 步骤：
)sNPWn8<Uy 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
I?^(j;QpS 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ci/qm\JI<< Wafer Dimensions：
7iyx_gyo
Length (mm): 8.5
a&UzIF dB Width (mm): 3.0
jAU&h@ pRd'\+ 2D wafer properties:
=3`| D0E Wafer refractive index: Air
K$w;|UJc 3 点击 Profiles 与 Materials.
R_\o`v5 Cy *.pzCi 在“Materials”中加入以下
材料：
C|h Uyo Name: N=1.5
(.X)= Refractive index (Re:): 1.5
jOzi89 (=%0$(S> Name: N=3.14
57=d;Yg e Refractive index (Re:): 3.14
ib~i ^_ p 'GT^araz 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
]^T- X/v9 Name: ChannelPro_n=3.14
/V63yzoY 2D profile definition, Material: n=3.14
;<_a ,5\Q )(_NFpM Name: ChannelPro_n=1.5
p aLPC&G 2D profile definition, Material: n=1.5
jU* D DR,7rT{$ 6．画出以下波导结构：
b*H*(}A6"' a. Linear waveguide 1
I N.g Label: linear1
O6vxp?:^ Start Horizontal offset: 0.0
P|Gwt& Start vertical offset: -0.75
f*xr0 l End Horizontal offset: 8.5
C ocw%Yl End vertical offset: -0.75
&9|L Z9K Channel Thickness Tapering: Use Default
0{vH . b
@ Width: 1.5
)RT?/N W Depth: 0.0
%ek0NBE7 Profile: ChannelPro_n=1.5
'&dT 9t6c*|60#n b. Linear waveguide 2
H%gAgXHn Label: linear2
n:2._s T Start Horizontal offset: 0.5
{u2Zl7]z^ Start vertical offset: 0.05
d~QM@<SV End Horizontal offset: 1.0
Rb. vyQ End vertical offset: 0.05
=B5{ 7g\ Channel Thickness Tapering: Use Default
0y+^{@lU Width: 0.1
cjJfxD&q Depth: 0.0
p)ig~kk` Profile: ChannelPro_n=3.14
o-7{\%+M cz{`'VN}` 7.加入水平平面波：
J-<_e?? Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
2[HPU M2> Input field Transverse: Rectangular
)G Alj;9A$ X Position: 0.5
;Q^>F6+_m Direction: Negative Direction
x\(#
Label: InputPlane1
xPPA8~Dm* 2D Transverse:
u!5q)>Wt( Center Position: 4.5
MP)Prl> Half width: 5.0
x,.= VB Titlitng Angle: 45
#v<`| _ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
$
P 5K 图2.波导结构（未设置周期）
=CJ`0yDQ> DXI4DM"15I 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。
!Q15qvRS 将Linear2代码段修改如下:
l`ZL^uT Dim Linear2
A|S)cr8z for m=1 to 8
v xTn Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
BDvkY Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
s_XCKhN: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
vt2.
i$u Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}DS%?6}Sy Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
GDSXBa*7 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
cWZITT{A Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|oLG c!i Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
4
ZnQpKg GdI,&| / 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
*X/Vt$P 图3.光栅布局通过VB脚本生成
;!A8A4~nu I`X!M!dB) 设置仿真参数
gr zmW4Cw 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Q=Mv"~2>B 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
uX3yq<lK" TE simulation
@jm +TW Mesh Delta X: 0.015
2HmK['( Mesh Delta Z: 0.015
zKGZg>q Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Nh }-6|M 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
; _c&J&I Number of Anisotropic PML layers: 15
&)tiO>B^6 其它参数保持默认
bE.<vF& 运行仿真
r9WR1&T) • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
5=I({=/> • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
#p>&|I • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
PL{lYexJ x-k-Pd 远场分析
衍射波
C /Tk`C& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
(m:Q'4Ep 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
1 >rQ).eT 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
SoM,o]s#y 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)
O}zHkcL 图4.远场计算对话框
,HTwEq>-G }6\,kFc 5. 在远场对话框，设置以下参数：
F_'{:v1GW Wavelength: 0.63
U1y!R<qlp Refractive index: 1.5+0i
mc%.
8i Angle Initial: -90.0
klnNBo! Angle Final: 90.0
@2h hB W Number of Steps: 721
9!n95 Distance: 100, 000*wavelength
jn|NrvrX Intensity
>^Wpc ' X wv, 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
0.x+ H9z 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
,.p
36ZLP 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
