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：
1U •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Nc,*hsx' •光栅布局
模拟和后处理分析
y j>) {NcX 布局layout
!5NGlqEF# 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
&/HoSj>HS 图1.二维光栅布局
E`~i-k f *`%4loW 用VB脚本定义一个2D光栅布局
<Uf |PFVj$ dZF8 R 步骤：
Yi[4DfA 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
NOV.Bs{
yL 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 "=FIFf Wafer Dimensions：
+5#x6[ Length (mm): 8.5
}&mj.hGv Width (mm): 3.0
wI*Y{J t`uc3ta"9 2D wafer properties:
(yfXMp ,x Wafer refractive index: Air
Vfb<o"BQk 3 点击 Profiles 与 Materials.
+9TV: T '\@W N]
在“Materials”中加入以下
材料：
OqtQA#uL Name: N=1.5
So?m?,!W Refractive index (Re:): 1.5
70{RDj6{ 3zbXAR* Name: N=3.14
TWtC-w I; Refractive index (Re:): 3.14
bZu$0IG jBS'g{y-! 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
iFSJ4 W( Name: ChannelPro_n=3.14
!f@XDW&R 2D profile definition, Material: n=3.14
Rw/Ciw2@? k2pT1QZnt Name: ChannelPro_n=1.5
TFYw 2D profile definition, Material: n=1.5
a`s/ qi _g65pxt =Z 6．画出以下波导结构：
Y!F!@`%G a. Linear waveguide 1
X t\Dy Label: linear1
%Or2iuO%-, Start Horizontal offset: 0.0
JfSdUWxT Start vertical offset: -0.75
I-TlrW=t End Horizontal offset: 8.5
FQ1arUOFW, End vertical offset: -0.75
Ll?g.z" Channel Thickness Tapering: Use Default
@bE~@4mOu Width: 1.5
$ND90my Depth: 0.0
p x0Sy | Profile: ChannelPro_n=1.5
u" \=^F pG~'shD~Dn b. Linear waveguide 2
b22LT52 Label: linear2
v O PMgEI Start Horizontal offset: 0.5
n? }5 ! Start vertical offset: 0.05
vsc&Ju%k End Horizontal offset: 1.0
moaodmt]x End vertical offset: 0.05
- {0g#G Channel Thickness Tapering: Use Default
:1*zr Width: 0.1
/-><k,mL? Depth: 0.0
-nOq \RYV Profile: ChannelPro_n=3.14
q#jEv- j.
">cqt>2 A 7.加入水平平面波：
QTfu: m{ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Tn /Ut}]O Input field Transverse: Rectangular
a&N %|b K X Position: 0.5
Vli 3>K& Direction: Negative Direction
' Wtf> ` Label: InputPlane1
Y| :YrZSC 2D Transverse:
UTvs
|[ Center Position: 4.5
VE*j*U
j Half width: 5.0
uS&LG#a Titlitng Angle: 45
&lq^dFP&Su Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
LfHzT<)| 图2.波导结构（未设置周期）
Jl_~ _Z |UYED%dC 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
qrp b[)Ll 将Linear2代码段修改如下:
5=Suj*s{D# Dim Linear2
IqNpLh|[ for m=1 to 8
P,U$ %C! Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
$HxS:3D%D Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
"Tv:*L5 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
X5 j=C] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=!<^^6LZ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
:6zC4Sr^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
"ee'2O Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
F;-90 w Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
w2C&%Xk @UV{:]f ~e 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
_0.pvQ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
O2% ` 2h *%I[ ke * 设置仿真参数
(_ U^ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
05"qi6tncz 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
gvGi %gq TE simulation
HA1]M`& Mesh Delta X: 0.015
L{<7.?{Y Mesh Delta Z: 0.015
D Fc [z"[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
NHAH#7]M&1 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ogJ<e_ m Number of Anisotropic PML layers: 15
yhwy>12,K 其它参数保持默认
v&r=-}z2! 运行仿真
` .[ 8$ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
$ W R? • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
uOre,AQR • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
I-bF{ 1AT'S;` 远场分析
衍射波
-;U3w.- 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
5uttv:@= 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_Z.cMYN 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
;iQp7aW{$ 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)
GG+5/hU 图4.远场计算对话框
; y OD ;NP[_2|-, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
y?Onb 3% Wavelength: 0.63
: ~D]; m Refractive index: 1.5+0i
!UcOl0"6 Angle Initial: -90.0
4w;~4#ZPp Angle Final: 90.0
T
.hb#oO Number of Steps: 721
$kl$D"*0 Distance: 100, 000*wavelength
%Hwbw],kl8 Intensity
q#'VJA:A5& 9n 6fXOC 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`.8UKSH+ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
HCazwX 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
