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：
# Vha7 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
C73 kJa •光栅布局
模拟和后处理分析
4 _c qT/ 布局layout
>oe]$r 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
*`RkT c G 图1.二维光栅布局
abLnI =W`
( ICd} 用VB脚本定义一个2D光栅布局
'X2PO ay1 \} :PLCKT 步骤：
"6?0h[uff 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q%?in+l 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [1
9,&]z Wafer Dimensions：
Hg$lXtn] Length (mm): 8.5
sp*v?5lW Width (mm): 3.0
5N&?KA- ~La>?:g <+ 2D wafer properties:
"!%l/_p? Wafer refractive index: Air
C-[eaHJ'$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
'y3!fN =h X(-4<B 在“Materials”中加入以下
材料：
';=O 0)u Name: N=1.5
<<R*2b Refractive index (Re:): 1.5
V%
6I\G2/: KNIn:K^/ Name: N=3.14
QW(Mz Hg Refractive index (Re:): 3.14
8q}q{8 W]5w \ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
O+Y6N Name: ChannelPro_n=3.14
u ($ !z^h 2D profile definition, Material: n=3.14
` v@m-j6 p sMvq@> Name: ChannelPro_n=1.5
(c
&mCJN 2D profile definition, Material: n=1.5
tHwMX1 IG "mvt>X 6．画出以下波导结构：
zuy4G9P a. Linear waveguide 1
JHTSU q Label: linear1
h' &%>Q2 Start Horizontal offset: 0.0
\ Et 3|Iv Start vertical offset: -0.75
o!ebs0 End Horizontal offset: 8.5
l#Y,R 0 End vertical offset: -0.75
(\YltC@q% Channel Thickness Tapering: Use Default
'Xq| Kf ( Width: 1.5
V/I<g Depth: 0.0
+Kbjzh3<wG Profile: ChannelPro_n=1.5
AogV F .MoU1n{Yc b. Linear waveguide 2
sZ/v^ xk Label: linear2
w HMX=N1/ Start Horizontal offset: 0.5
.Od !0(0 Start vertical offset: 0.05
MC.) 2B7 End Horizontal offset: 1.0
qm8B8&- End vertical offset: 0.05
7/@TF/V Channel Thickness Tapering: Use Default
/zVOK4BqN+ Width: 0.1
P%&0]FCx Depth: 0.0
qwgPk9l Profile: ChannelPro_n=3.14
XXcl{1Kp!@ mQ 26K~ 7.加入水平平面波：
:hk5 .[ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
EC!02S Input field Transverse: Rectangular
?:I* 8Fj X Position: 0.5
E GU
0)< Direction: Negative Direction
Q%tX QP .r Label: InputPlane1
ryUQU^v 2D Transverse:
c"V"zg22 Center Position: 4.5
f=gW]x7'R+ Half width: 5.0
$OkBg0 Titlitng Angle: 45
RF4vtQC= Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
CiLg]va 图2.波导结构（未设置周期）
x vl #w l=)xo@6 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。
-g Sa_8R
将Linear2代码段修改如下:
}1i`6`y1 Dim Linear2
`yXg{lk for m=1 to 8
H-*y h! Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
wX5tp1 ?1J Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
&L Zn
FR Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`FDiX7M Linear2.SetAttr "Depth", "0"
f:|1_ j Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.A{tQ1&_ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Ed,~1GanY Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
YPK(be_|I Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
QP8Ei~ A _
N;
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。
2E/"hQ w 图3.光栅布局通过VB脚本生成
)E@.!Ut4o '(yAfL 9} 设置仿真参数
lC("y'
:: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
E }Z/*lX 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
L M bn TE simulation
\lf;P?M^ Mesh Delta X: 0.015
5Y'qaIFR Mesh Delta Z: 0.015
aweV#j(y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
2 %@4] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
#TX/aKr: Number of Anisotropic PML layers: 15
Cc' 37~6~P 其它参数保持默认
OSWYGnZg 运行仿真
m=A(NKZ
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~tUl} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
," Wr" • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
q?oP ?cCw x?p1
HUK 远场分析
衍射波
st3l2Q 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
&(G\[ RWp\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
!&ayYu##{ 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
ceh j; 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)
?U5{Wa85D 图4.远场计算对话框
)oDHeU<& |\<`Ib4j 5. 在远场对话框，设置以下参数：
p7VTa~\zA Wavelength: 0.63
B=yqW Refractive index: 1.5+0i
E$:*NSXj Angle Initial: -90.0
]kG"ubHV?h Angle Final: 90.0
V b 4#, Number of Steps: 721
^aMg/.j Distance: 100, 000*wavelength
lL3kh J:% Intensity
KL:j?.0 C'+YQ]u 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
gsv uE 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
`H_ 3Uc 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
