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：
zv -9z •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
o5E5s9n •光栅布局
模拟和后处理分析
yMz dM&a!* 布局layout
b$eN]L 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^, &' 图1.二维光栅布局
Ak dx1h, ` t>A~.f 用VB脚本定义一个2D光栅布局
h+c9FN z j F'CY 步骤：
8U%y[2sT 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
M?d (-en 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dw-o71(1d Wafer Dimensions：
S l`F` Length (mm): 8.5
~<Z7\yS) Width (mm): 3.0
Z?<&@YQS rw$ =!iyO 2D wafer properties:
czLY+I;V3 Wafer refractive index: Air
a)8;P7 3 点击 Profiles 与 Materials.
X%98k'h.y eJ0Xfw%y%T 在“Materials”中加入以下
材料：
I &%KOe0 Name: N=1.5
]i/Bq!d l Refractive index (Re:): 1.5
~_F <"40 eMLcm ZJR Name: N=3.14
Y<t(m$s Refractive index (Re:): 3.14
KJ 7-Vl> 8
KRo< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
O9*l6^Scw Name: ChannelPro_n=3.14
uqM=/T^A 2D profile definition, Material: n=3.14
[VE>{4]W oO^=%Mc( Name: ChannelPro_n=1.5
O| nLIfT 2D profile definition, Material: n=1.5
3C t:AJeg 2@!B;6*8q 6．画出以下波导结构：
Yy{(XBJ~%t a. Linear waveguide 1
d
f
j;e%H Label: linear1
3=("vR`! Start Horizontal offset: 0.0
hs*n?vxp3 Start vertical offset: -0.75
,FwJ0V End Horizontal offset: 8.5
$=5kn>[_Z% End vertical offset: -0.75
\b}%A&Ij Channel Thickness Tapering: Use Default
LvCX(yjZ* Width: 1.5
MJA;P7 g Depth: 0.0
RB 9ZaL\ Profile: ChannelPro_n=1.5
K 8W99:v L1kA AR b. Linear waveguide 2
X G E.*aI Label: linear2
y" |gC!V} Start Horizontal offset: 0.5
%R<xe.X Start vertical offset: 0.05
0 _N.s5~N End Horizontal offset: 1.0
-'
=?Hs. End vertical offset: 0.05
as(Zb*PdH Channel Thickness Tapering: Use Default
+ ` ug?`_ Width: 0.1
c=D~hz N Depth: 0.0
I N,=v+A Profile: ChannelPro_n=3.14
Y[s}?Xu]w# Ek60 [a 7.加入水平平面波：
p~v0pi Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
? U* `!- Input field Transverse: Rectangular
M6j~`KSE X Position: 0.5
3:>hHQi Direction: Negative Direction
]QQeUxi Label: InputPlane1
q7pe\~q 2D Transverse:
7M~/[f7Z{ Center Position: 4.5
abp\Ih^b Half width: 5.0
}tQ^ch; Q Titlitng Angle: 45
pjma<^|F Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Fw8b^ew 图2.波导结构（未设置周期）
?KW o1 |-HNH U F 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
MS]Q\g}U 将Linear2代码段修改如下:
rN,T}M= 2 Dim Linear2
7gx?LI_e for m=1 to 8
[{:
l? Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
-@XOe&q Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Lf`<4 P Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
+$F,!rV-s Linear2.SetAttr "Depth", "0"
o+ Mc%O Z Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J06 D_'{ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Hzz v 6k Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
mNsd&Rk' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
j 9X|c7| s{*bFA Z1F 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。
L4ZB0PmN' 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!="8ok+ m
?*h\NaB 设置仿真参数
!S l_qL 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
& }t8O?! 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
,YJn=9pTl TE simulation
g@ .e% Mesh Delta X: 0.015
Z@bSk O<Y Mesh Delta Z: 0.015
?<T=g Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
vO q N=bp 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
SXC
7LJm<g Number of Anisotropic PML layers: 15
x<7? 其它参数保持默认
3"sXN)j 运行仿真
/.~zk(-&h • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
nb ?(zDJ8 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~[f`oC • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
zRgAmX/g 1vS-m x 远场分析
衍射波
%j2$ ezud 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
y.- Kqa~ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
IyM:9=}5 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
!N!AO(Z 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)
li{!Jp5]1b 图4.远场计算对话框
xZY7X&C4 aj/+#G2 5. 在远场对话框，设置以下参数：
BO8?{~i Wavelength: 0.63
R7K V
@ n Refractive index: 1.5+0i
+"1-W> HV Angle Initial: -90.0
T^{=cx9x9 Angle Final: 90.0
~SmFDg$/m Number of Steps: 721
0{I-x^FI Distance: 100, 000*wavelength
Xq<_r^ Intensity
2 .\ "Q %
[~0<uO 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
; r NX 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
G&t|aY- 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
