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：
J3XrlSc •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5ENEx •光栅布局
模拟和后处理分析
uI\6":/u 布局layout
0 =k 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
PY
MofQaZ 图1.二维光栅布局
_P9* 78 X$*]$Ge> 用VB脚本定义一个2D光栅布局
!LJ4
S
s8
5l 步骤：
;;K
~ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/RI"a^&9A 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 hr W2#v Wafer Dimensions：
@xeJ$
rlu Length (mm): 8.5
]oLyvG Width (mm): 3.0
V-9\@'gc 6 w4HJZF~ 2D wafer properties:
wpg7xx! Wafer refractive index: Air
/s@ j{*Om 3 点击 Profiles 与 Materials.
CrB4%W:{ _9y! ,ST 在“Materials”中加入以下
材料：
"j8`)XXa( Name: N=1.5
SQJ +C% Refractive index (Re:): 1.5
9v/=o`J #
X<Ag['r Name: N=3.14
e F)my Refractive index (Re:): 3.14
9t !Agxm phR:=Ox|1 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
"(mF5BE-E Name: ChannelPro_n=3.14
{_4`0J`3 2D profile definition, Material: n=3.14
05Q4$P W~FU!C?] Name: ChannelPro_n=1.5
T N/y4 (j 2D profile definition, Material: n=1.5
*j<{3$6Ii ^% L;FGaA 6．画出以下波导结构：
Fl!D2jnN a. Linear waveguide 1
=fJ /6 Label: linear1
kqjj&{vPFJ Start Horizontal offset: 0.0
yO`
| X Start vertical offset: -0.75
Fj46~#ZZ End Horizontal offset: 8.5
6mqp`x` End vertical offset: -0.75
ECk3Da Channel Thickness Tapering: Use Default
\U<d)j/ Width: 1.5
aeDhC#h Depth: 0.0
"m`}J*s" Profile: ChannelPro_n=1.5
Zb&"W]HSf kGAB' b. Linear waveguide 2
P(!%P p Label: linear2
,H_d# Koa. Start Horizontal offset: 0.5
$>T (31)c Start vertical offset: 0.05
B`YD>oCN End Horizontal offset: 1.0
~~ @dbB End vertical offset: 0.05
fw5+eTQ^ Channel Thickness Tapering: Use Default
?6UjD5NkX Width: 0.1
#jsN Depth: 0.0
UOyM=#ipY Profile: ChannelPro_n=3.14
-EP(/CS! *'*n}fM 7.加入水平平面波：
5"ooam3 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
B|.A6:1g+ Input field Transverse: Rectangular
b~2LD3"3 X Position: 0.5
+BDW1% Direction: Negative Direction
{ <1uV']x Label: InputPlane1
B4* uS ( 2D Transverse:
3
2"f' { Center Position: 4.5
ke k/C`7 Half width: 5.0
T-h[$fxR_ Titlitng Angle: 45
luW" | Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
uAs!5h 图2.波导结构（未设置周期）
^\[c][fo y\,,hs 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。
>
H&v 将Linear2代码段修改如下:
0+&K; Dim Linear2
>f4[OBc for m=1 to 8
5gk Q6& m Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
x3sX=jIW_ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Cm]\5}Py Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`q`ah_ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
W>q u~ak?x Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
QNXoAx%I Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{Us^ 4Xe Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
\4>w17qng Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
xm5?C>vu( K4]#X" 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。
4|\ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
JTObyAoW R"l6|9tmP 设置仿真参数
l-Ha*>gX[j 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
)CHXfO w 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
^Ku]8/ga TE simulation
S}cR+d1}h Mesh Delta X: 0.015
dkY JO! Mesh Delta Z: 0.015
a :O M I Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
y4r?M8]"r 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
HAo=t Number of Anisotropic PML layers: 15
>?_}NZ,y 其它参数保持默认
59p'U /| 运行仿真
aX zb]"> • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
A6J:!sY4A • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
5;G0$M0 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
^>>9? F|V KrH. 远场分析
衍射波
G
B,O 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
u+
hRaI;v 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
cNN0-<#c 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
d`C$v 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)
]Yf^O @<<> 图4.远场计算对话框
!@wUAR Q U|{ 4=[ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Jw #7b[a Wavelength: 0.63
bBV03_* Refractive index: 1.5+0i
{'[VL ;k Angle Initial: -90.0
+0 j{$MPZ Angle Final: 90.0
Om;aE1sW Number of Steps: 721
U bGnU_} Distance: 100, 000*wavelength
N-t"CBTO
Intensity
s diWQ v dh.{lvlX| 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
p_%,JD 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
w<zzS: PF* 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
