光柵布局在大多數(shù)情況下是周期性結(jié)構(gòu)。OptiFDTD中有兩種實(shí)現(xiàn)周期性布局的方法：PBG編輯器和VB腳本。本課將重點(diǎn)介紹以下功能：
•使用VB腳本生成光柵（或周期性）布局。
•光柵布局模擬和后處理分析
布局layout
我們將模擬如圖1所示的二維光柵布局。
圖1.二維光柵布局
用VB腳本定義一個(gè)2D光柵布局
步驟：
1 通過在文件菜單中選擇“New”，啟動(dòng)一個(gè)新項(xiàng)目。
2 在“Wafer Properties”對(duì)話框中設(shè)置以下參數(shù)
Wafer Dimensions：
Length (mm): 8.5
Width (mm): 3.0
2D wafer properties:
Wafer refractive index: Air
3 點(diǎn)擊 Profiles 與 Materials.
在“Materials”中加入以下材料：
Name: N=1.5
Refractive index (Re:): 1.5
Name: N=3.14
Refractive index (Re:): 3.14
4.在“Profile”中定義以下輪廓：
Name: ChannelPro_n=3.14
2D profile definition, Material: n=3.14
Name: ChannelPro_n=1.5
2D profile definition, Material: n=1.5
6．畫出以下波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：
a. Linear waveguide 1
Label: linear1
Start Horizontal offset: 0.0
Start vertical offset: -0.75
End Horizontal offset: 8.5
End vertical offset: -0.75
Channel Thickness Tapering: Use Default
Width: 1.5
Depth: 0.0
Profile: ChannelPro_n=1.5
b. Linear waveguide 2
Label: linear2
Start Horizontal offset: 0.5
Start vertical offset: 0.05
End Horizontal offset: 1.0
End vertical offset: 0.05
Channel Thickness Tapering: Use Default
Width: 0.1
Depth: 0.0
Profile: ChannelPro_n=3.14
7.加入水平平面波：
Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Input field Transverse: Rectangular
X Position: 0.5
Direction: Negative Direction
Label: InputPlane1
2D Transverse:
Center Position: 4.5
Half width: 5.0
Titlitng Angle: 45
Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
圖2.波導(dǎo)結(jié)構(gòu)（未設(shè)置周期）
8.單擊“Layout Script”快捷工具欄或選擇仿真菜單下的“Generate Layout Script…”。這一步將把布局對(duì)象轉(zhuǎn)換為VB腳本代碼。
將Linear2代碼段修改如下:
Dim Linear2
for m=1 to 8
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
點(diǎn)擊“Test Script”快捷工具欄運(yùn)行修改后的VB腳本代碼。生成光柵布局，布局如圖3所示。
圖3.光柵布局通過VB腳本生成
設(shè)置仿真參數(shù)
1. 在Simulation菜單下選擇“2D simulation parameters…”，將出現(xiàn)仿真參數(shù)對(duì)話框
2. 在仿真參數(shù)對(duì)話框中，設(shè)置以下參數(shù)：
TE simulation
Mesh Delta X: 0.015
Mesh Delta Z: 0.015
Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
設(shè)置邊界條件設(shè)置X和Z邊為各向異性PML邊界條件。
Number of Anisotropic PML layers: 15
其它參數(shù)保持默認(rèn)
運(yùn)行仿真
• 在仿真參數(shù)中點(diǎn)擊Run按鈕，啟動(dòng)仿真
• 在分析儀中，可以觀察到各場(chǎng)分量的時(shí)域響應(yīng)
• 仿真完成后，點(diǎn)擊“Yes”，啟動(dòng)分析儀。
遠(yuǎn)場(chǎng)分析衍射波
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中選擇“Crosscut Viewer”
2. 選擇“Definition of the Cross Cut”為z方向
3. 將位置移動(dòng)到等于92的網(wǎng)格點(diǎn)，(位置:-0.12)觀察當(dāng)前位置的近場(chǎng)
4. 在Crosscut Viewer的工具菜單中選擇“Far Field”，出現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換對(duì)話框。(圖4)
圖4.遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算對(duì)話框
5. 在遠(yuǎn)場(chǎng)對(duì)話框，設(shè)置以下參數(shù)：
Wavelength: 0.63
Refractive index: 1.5+0i
Angle Initial: -90.0
Angle Final: 90.0
Number of Steps: 721
Distance: 100, 000*wavelength
Intensity
6. 點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕開始計(jì)算，并將結(jié)果保存為 Farfield.ffp。
7. 啟動(dòng)“Opti 2D Viewer”并加載Farfield.ffp。遠(yuǎn)場(chǎng)如圖5所示。
圖5.“Opti 2D Viewer”中的遠(yuǎn)場(chǎng)模式
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