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：
kG7q4jFwP •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
-B-nTS` •光栅布局
模拟和后处理分析
bstc|8< 布局layout
f: h.O# d> 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
kMHupROj 图1.二维光栅布局
dik+BBu5z t-$R)vZ}M 用VB脚本定义一个2D光栅布局
-/.Xf<y5 8 VBIY[2zf 步骤：
*$Df)iI6 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ec4jiE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ]r{-K63P{! Wafer Dimensions：
s}d1 k Length (mm): 8.5
KGclo-, Width (mm): 3.0
l*|^mx^Q "3*Chc 2D wafer properties:
Xh/i5}5 t Wafer refractive index: Air
j3bTa|UdT 3 点击 Profiles 与 Materials.
(c<Krc
h wR?M2*ri 在“Materials”中加入以下
材料：
h7-!q@ Name: N=1.5
lMX 2O2 o Refractive index (Re:): 1.5
>69+e+|I Hb3+ $vJ^ Name: N=3.14
Eg"DiI)7 Refractive index (Re:): 3.14
q9RCXo>Y+1 ->oQ,ezB 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Vs~^r> Name: ChannelPro_n=3.14
B8^tIq
2D profile definition, Material: n=3.14
W%f:+s}cI &t + Name: ChannelPro_n=1.5
0}YR= 2D profile definition, Material: n=1.5
" - 4V48ci mN^92@eebC 6．画出以下波导结构：
?gb "S, a. Linear waveguide 1
?=]`X=g 6 Label: linear1
nu] k<^I5| Start Horizontal offset: 0.0
3,bA&c 3 Start vertical offset: -0.75
F X"% End Horizontal offset: 8.5
Z1FO.[FV End vertical offset: -0.75
"3{xa;c Channel Thickness Tapering: Use Default
z [DUktZl Width: 1.5
PXcpROg56 Depth: 0.0
eB78z@ Profile: ChannelPro_n=1.5
TR, ,=3n JE X{j f b. Linear waveguide 2
C|Bk'<MI Label: linear2
>w jWX{&? Start Horizontal offset: 0.5
)^uLZMNaI Start vertical offset: 0.05
c h<Fi%) End Horizontal offset: 1.0
X-! yi End vertical offset: 0.05
0}q ij Channel Thickness Tapering: Use Default
i+yqsY KO Width: 0.1
cI4%z eR Depth: 0.0
L`YnrDZK Profile: ChannelPro_n=3.14
+vkqig |2X Et\P 7.加入水平平面波：
^ 3LM%B Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
xTX\% s| Input field Transverse: Rectangular
%5*gsgeI X Position: 0.5
PGMu6$ Direction: Negative Direction
|H5){ 2V>K Label: InputPlane1
Z~8Xp 2D Transverse:
R:B-4 Center Position: 4.5
1 ,o C:N Half width: 5.0
]DdD
FLM Titlitng Angle: 45
MC/$:PV Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
qFW-
~T 图2.波导结构（未设置周期）
c6s*u %+}, K;G1cFFyG 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。
bvn?wK 将Linear2代码段修改如下:
r!yrPwKL Dim Linear2
jHBn^Nly for m=1 to 8
g?UG6mFbE Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
F8Y D: Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
OekcU% C Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
aZ2liR\QE Linear2.SetAttr "Depth", "0"
E8=.TM]L Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&6,GX7]Fo Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
dW<. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
$I-$X? Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
YWM$% b ,7:=-D 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
GY<Y, 图3.光栅布局通过VB脚本生成
u.0Z)j}N 7'j?GzaQ+ 设置仿真参数
KU3lAjzN 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
:D-d`OyjG> 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
g GN [AqR TE simulation
IoJkM-^H&) Mesh Delta X: 0.015
p{!aRB% Mesh Delta Z: 0.015
u~Q0V J~ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
KwWqsuju 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
G-Z_pGer^ Number of Anisotropic PML layers: 15
A2 Rr*e 其它参数保持默认
)qD%5} t 运行仿真
d#I'9O0& • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
17H_>a\` • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
tHXt*t zq • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
H]"Z_n_ .Q?cNSWU 远场分析
衍射波
Mc~(S$FU$ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
9fvy)kX;s 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
(p68Qe%OuG 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
,\[&%ph 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)
0Apdhwk~ 图4.远场计算对话框
,y,NVF HV&N(;@ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
( E&}SI~ Wavelength: 0.63
; _of' Refractive index: 1.5+0i
9Z6] ];8E Angle Initial: -90.0
:doP66["! Angle Final: 90.0
<y6M@(b Number of Steps: 721
s41<e" Distance: 100, 000*wavelength
"X>Z!> Intensity
! s?vj
< n O$(\
z) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
B y6: 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
YQ 4;X8I`r 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
