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：
cI #! Y •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
zfGS=@e]G •光栅布局
模拟和后处理分析
7j,u&%om 布局layout
0Tp,b (; n 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
# cGn5c} 图1.二维光栅布局
lE| Hp g._`"c 用VB脚本定义一个2D光栅布局
i`st'\I xZ84q'i" 步骤：
V = 9 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
`bAOhaB,/ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 w%' 8bH! Wafer Dimensions：
|g)/6jG<- Length (mm): 8.5
'cgB$:T}., Width (mm): 3.0
I
l2`c}9 rP%B#%;S" 2D wafer properties:
Tup2;\y Wafer refractive index: Air
nGoQwKI W 3 点击 Profiles 与 Materials.
md
S`nhb Thc"QIk&4 在“Materials”中加入以下
材料：
mu$0x) Name: N=1.5
3{/[gX9 Refractive index (Re:): 1.5
J}?:\y< K+ P:g%M Name: N=3.14
#^i.[7p Refractive index (Re:): 3.14
oZS.pi e09('SON( 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_DD.#YB</ Name: ChannelPro_n=3.14
A(2!.Y
2?* 2D profile definition, Material: n=3.14
+-$Hx5 D}i_#-^MH Name: ChannelPro_n=1.5
(U?*Z/ 2D profile definition, Material: n=1.5
V!&O5T (~ Or:a\qQ1 6．画出以下波导结构：
ps@;Z ?Q a. Linear waveguide 1
%G43g#pD Label: linear1
Kf>]M|G c Start Horizontal offset: 0.0
J{w [vcf Start vertical offset: -0.75
@a]O(S>Ub End Horizontal offset: 8.5
oY(q(W0ze End vertical offset: -0.75
{3H)c ^Q Channel Thickness Tapering: Use Default
UB9n7L(@c Width: 1.5
vQ _D%f4; Depth: 0.0
K (!+ l Profile: ChannelPro_n=1.5
kD ?lMA__ *f ;">(`o* b. Linear waveguide 2
F?y4 L9|e Label: linear2
iVdY\+N!< Start Horizontal offset: 0.5
`=QRC.b Start vertical offset: 0.05
]f}#&]<(T End Horizontal offset: 1.0
rdBF+YN9/? End vertical offset: 0.05
3U\ | E Channel Thickness Tapering: Use Default
t gpg Width: 0.1
bsos va+ Depth: 0.0
6jaol'{SuH Profile: ChannelPro_n=3.14
mSFh*FG OF_g0 Zu 7.加入水平平面波：
xhTiOt6l Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
7F B aN7l Input field Transverse: Rectangular
E9]\ I> v X Position: 0.5
1;FtQn vH Direction: Negative Direction
fBw"<J{ Label: InputPlane1
8p0 ZIrD% 2D Transverse:
kuI%0) iZn Center Position: 4.5
{wq~+O Half width: 5.0
B{6wf)[O Titlitng Angle: 45
WJA0 `<~ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
xZc].l6 图2.波导结构（未设置周期）
sCrOdJ6| $! q(-+( 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
GFX$vn-/F 将Linear2代码段修改如下:
\.l8]LH Dim Linear2
%K/zVYGm& for m=1 to 8
Hsl0|jy(/ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
H5J1j*P<d Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
At $[&%} Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
kW W$*d$ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
9Z!|oDP- Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
zho$g9* Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|9*8u> |RC Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
W m#F~<$ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
+`]AutNv X={Z5Xxr" 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。
|%~Zo:Q<$> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
+B#+' 0~( f<: 设置仿真参数
M 4rK 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
+eb mve \+ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
?VRf5 Cr- TE simulation
p?idl`?^3 Mesh Delta X: 0.015
CA[3 R Mesh Delta Z: 0.015
*MD\YFXR Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
,B8u?{O 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
s"- gnW Number of Anisotropic PML layers: 15
-RKqbfmi= 其它参数保持默认
}T1.~E 运行仿真
29tih{ xx • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
6 t!PHA • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*w,C5 f • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Q*K31Ln qC:QY6g$N 远场分析
衍射波
C>~ms2c 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
hztxsvw 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
bZf} m=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
#Et %s8{ 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)
\iQ{Q &JR: 图4.远场计算对话框
<yg! D21Y XN %tcaY 5. 在远场对话框，设置以下参数：
2R=Fc@MXs Wavelength: 0.63
ms/!8X$Mz Refractive index: 1.5+0i
qS?uMms7w Angle Initial: -90.0
b-Xc6f Angle Final: 90.0
6i7 +.#s Number of Steps: 721
mi'3ibCG Distance: 100, 000*wavelength
#C# *yE Intensity
?Jy /]j5fI ,We'A R3X 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
@ CNe) &U 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
0/TP`3$X#" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
