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：
6Ia[`x uL •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
<Ik5S1<h$H •光栅布局
模拟和后处理分析
2%) ~E50U 布局layout
w4l]rH 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
? 5wsgP^ 图1.二维光栅布局
}$s QmR R !wKiMgLS 用VB脚本定义一个2D光栅布局
nIqF:6/ [C@ Ro,mI 步骤：
a >k9&
w 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
\8USFN~(Y 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 @2TfW]6 Wafer Dimensions：
B)rB M Length (mm): 8.5
e1hf{:&/G@ Width (mm): 3.0
Q+Eqaz` 9 7pnq1b 2D wafer properties:
$)'L bOe Wafer refractive index: Air
/Z]hX* QR 3 点击 Profiles 与 Materials.
(Z8wMy&: ^MVOaV65 在“Materials”中加入以下
材料：
P1<McQ Name: N=1.5
aj-:JTf Refractive index (Re:): 1.5
c*R18,5- <"av /`; Name: N=3.14
?F~0\T,7 Refractive index (Re:): 3.14
(@S 9>z4s zR?1iV.] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_w
FK+> Name: ChannelPro_n=3.14
>E
WK
cocM 2D profile definition, Material: n=3.14
$ {`q ! o%K1 !' Name: ChannelPro_n=1.5
-o57 "r^x 2D profile definition, Material: n=1.5
(A -Uo
SRrp= >w? 6．画出以下波导结构：
jJ?G7Q5 l a. Linear waveguide 1
jn oX%3d- Label: linear1
^ tVIPH.R Start Horizontal offset: 0.0
l>)+Ho D Start vertical offset: -0.75
7r pTk&` End Horizontal offset: 8.5
=.,XJIw& End vertical offset: -0.75
OOYdrv, Channel Thickness Tapering: Use Default
6L2Wv5C Width: 1.5
Y> K8^GS Depth: 0.0
rK4
pYo
Profile: ChannelPro_n=1.5
i(xL-&{ ?yA
2N; b. Linear waveguide 2
-#g0 Label: linear2
k0xm - Start Horizontal offset: 0.5
B&}lYo Start vertical offset: 0.05
Zm#,Ike?# End Horizontal offset: 1.0
|^#Z!Hp_Y End vertical offset: 0.05
{wD "|K Channel Thickness Tapering: Use Default
t`1~5#?Du( Width: 0.1
s+ v$s F Depth: 0.0
=-G4 BQ Profile: ChannelPro_n=3.14
~-~iCIaTb D?"Q)kVuD 7.加入水平平面波：
w# ;t$qz} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Po.izE!C Input field Transverse: Rectangular
YW"nPZNPy~ X Position: 0.5
XOEf," Direction: Negative Direction
vQ[ Tc V Label: InputPlane1
bLUyZ3m! 2D Transverse:
&]c7<=`K" Center Position: 4.5
> Qh#pn* Half width: 5.0
UO-,A j*wW Titlitng Angle: 45
iF1zLI<A Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
##U/ Wa3 图2.波导结构（未设置周期）
A$TF a:O| mQ\oR| 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
yRz l} 将Linear2代码段修改如下:
"p&4Sn3T2? Dim Linear2
+lJD7=%K]Z for m=1 to 8
UQjZhH Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^k!u Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Sbj{) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{tnhP^C3> Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Rtai? Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
KzB9
mMrO Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+b{tk= Q: Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
`>`{DEDx{5 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
5NM ju!/ "mcuF]7F 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
d ^`n/"Ice 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'zuA3$ SR QW&@> i 设置仿真参数
ET|4a(x 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
AUR{O 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
wVUm!Y TE simulation
#F+b^WT R Mesh Delta X: 0.015
,m)YL> k Mesh Delta Z: 0.015
"9 ;Ay@'B Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&-|(q!jm 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
kk
aS&r> Number of Anisotropic PML layers: 15
I0sw/,J/Z 其它参数保持默认
`~LaiN. 运行仿真
~-NlTx • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
,
ins/-3 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
7[(<t + • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
</qli-fXB} )(`,!s,8) 远场分析
衍射波
- [7S. 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
]ov"&,J 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
R<ZyP~ 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
"C]_pWk 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)
S&~;l/ 图4.远场计算对话框
T?8 N$J RZI4N4o 5. 在远场对话框，设置以下参数：
G88g@Exk Wavelength: 0.63
K<"Y4O#] Refractive index: 1.5+0i
)n$RHt+ :> Angle Initial: -90.0
WO{9S%ck Angle Final: 90.0
iR4!X() Number of Steps: 721
Evq^c5n>{ Distance: 100, 000*wavelength
$:*/^)L Intensity
\@*D;-b
19^B610 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
UC?i>HsJrX 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
> ^d+;~Q; 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
