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：
=fLL| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
AMlV%U# •光栅布局
模拟和后处理分析
~&G4)AM 布局layout
G"s0GpvQ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
`_AM` >_ 图1.二维光栅布局
e29y 7:)c= wvc>0?t ' 用VB脚本定义一个2D光栅布局
i S p Fxd{ Zk` 步骤：
i s"vekC 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
6XUuGxQV/ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 S)\8|ym6! Wafer Dimensions：
\3Jq_9Xv Length (mm): 8.5
WO </Q6+ Width (mm): 3.0
- V) R< [$\>~nj= 2D wafer properties:
ksI>I W Wafer refractive index: Air
&~~s6
3 点击 Profiles 与 Materials.
!e8i /!}^S x !{ 在“Materials”中加入以下
材料：
)^; DGzG Name: N=1.5
vE\lp8 j+ Refractive index (Re:): 1.5
[B /0-(? -WR}m6yMr Name: N=3.14
hY8#b)l~lu Refractive index (Re:): 3.14
1 p\Ak
,+L
KJl 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
h8}8Lp(/' Name: ChannelPro_n=3.14
&sOM>^SAD 2D profile definition, Material: n=3.14
ey 1Z/| Z!\@%`0$ Name: ChannelPro_n=1.5
: }?{@#Z 2D profile definition, Material: n=1.5
l8wF0 | w=J4zkWk 6．画出以下波导结构：
M []OHw a. Linear waveguide 1
tHI *, Label: linear1
D s -` Start Horizontal offset: 0.0
J/Q|uRpmqr Start vertical offset: -0.75
{yq8<? End Horizontal offset: 8.5
f'{>AKi=C End vertical offset: -0.75
jxY-u+B Channel Thickness Tapering: Use Default
Fj=NiZ= Width: 1.5
* BOBH;s Depth: 0.0
h5onRa *7 Profile: ChannelPro_n=1.5
km>o7V&4G ~77 5soN b. Linear waveguide 2
0n5UKtB Label: linear2
- V=arm\#z Start Horizontal offset: 0.5
c^S&F9/U* Start vertical offset: 0.05
]h@{6N'oNS End Horizontal offset: 1.0
Dd/} Ya(Gi End vertical offset: 0.05
!<Z{@7oH Channel Thickness Tapering: Use Default
Zoow*`b|$U Width: 0.1
9~Xg#{ Depth: 0.0
T
T"3 ^@ Profile: ChannelPro_n=3.14
G[6=u| (M F0;1zw 7.加入水平平面波：
Kym:J \}9B Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
;BTJ%F. Input field Transverse: Rectangular
6FjVmje X Position: 0.5
,OB&nN t> Direction: Negative Direction
G%OpO.Wf Label: InputPlane1
/=M.-MU2 2D Transverse:
4A~)b"j 5 Center Position: 4.5
\Da~p9 T& Half width: 5.0
^<9)"9)m_ Titlitng Angle: 45
`@$YlFOW Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Mf7E72{D 图2.波导结构（未设置周期）
n4* 'B* c~oe, 9 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。
P%!q1`Eke( 将Linear2代码段修改如下:
CjZ6NAHc Dim Linear2
'%Dg{ zL for m=1 to 8
WguV{#=H Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
{G.{ a d Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
J~2 CD*v Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
A Puu_!ez1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
6 SAQDE Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
* D3 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
ri EqW}{ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
q_5 8 L w Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
gT7I9 (x!W 6cZ C 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。
bVOO) 图3.光栅布局通过VB脚本生成
zf")|9j +}]wLM}\UF 设置仿真参数
tQnJS2V"{u 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Q2R>lzB 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
V,' FlU TE simulation
B)d@RAk Mesh Delta X: 0.015
[r~~=b7*[ Mesh Delta Z: 0.015
)XZ,bz*jn Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Ug ` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
| &\^n2`> Number of Anisotropic PML layers: 15
,,2_/u\"/i 其它参数保持默认
7x:F!0 :
运行仿真
F13%)G( • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
> hesxC! • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@%7/2 k • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
2X +7b M EkV!hqs* 远场分析
衍射波
,DQ
>&_DK 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
B C&^]M 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
E<P*QZ-C3 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
PE +qYCpP9 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)
a\|X^%2g 图4.远场计算对话框
J2x$uO{Bn CTh1;U20 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n/ :Z{ Wavelength: 0.63
}8X:?S
% Refractive index: 1.5+0i
uof0Oc. Angle Initial: -90.0
JC BnFrP Angle Final: 90.0
9Z}S ]-u/ Number of Steps: 721
r]Z.`}Kkm Distance: 100, 000*wavelength
sd7Y6?_C Intensity
!FO:^P 1W4H-/ Re 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
sV;qpD XX 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
!vi4*
@: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
