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：
N%dY.F k •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
LCor T- •光栅布局
模拟和后处理分析
{`!6w>w0 布局layout
KU|W85ye 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@z1QoZ^w 图1.二维光栅布局
/vSGmW-* QX=TuyO 用VB脚本定义一个2D光栅布局
?Lg<)B9
_
$F=A 步骤：
5#.m'a) 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
vi##E0,N'^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 +e{ui + Wafer Dimensions：
9JA@m Length (mm): 8.5
5iA>Z!sP[ Width (mm): 3.0
w;O-A TUzN \?n6l7*t> 2D wafer properties:
*Jsb~wta Wafer refractive index: Air
< XLae'R 3 点击 Profiles 与 Materials.
t% qep| )L b` 4B 在“Materials”中加入以下
材料：
r2RJb6 Name: N=1.5
VIAq$iu7 Refractive index (Re:): 1.5
\!^=~` X- #*iUZo Name: N=3.14
r&LZH.$oh Refractive index (Re:): 3.14
_lv{ 8vf1B fI` Ez!w0 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
1/-3m Po Name: ChannelPro_n=3.14
]9YA~n\ 2D profile definition, Material: n=3.14
IWo'{pk BE0 l2[i? Name: ChannelPro_n=1.5
SJiQg-+<Uf 2D profile definition, Material: n=1.5
sC3Vj(d!i .z#eYn% d 6．画出以下波导结构：
v2x+_K}J a. Linear waveguide 1
dj0%?g> Label: linear1
7 i" b\{5 Start Horizontal offset: 0.0
/9_%NR[
Start vertical offset: -0.75
2^'Ec:|f End Horizontal offset: 8.5
lj<Sa End vertical offset: -0.75
[<XYU,{R Channel Thickness Tapering: Use Default
>w. ;A%|N Width: 1.5
VP1h ocW Depth: 0.0
A+l(ew5Lw$ Profile: ChannelPro_n=1.5
`rn/H;r!Z R'gd/.[e b. Linear waveguide 2
E DnNS Label: linear2
Au2?f~#Fv Start Horizontal offset: 0.5
m 7k }k) Start vertical offset: 0.05
DdR0u0JH0 End Horizontal offset: 1.0
QT c{7& End vertical offset: 0.05
GQ1/ pys Channel Thickness Tapering: Use Default
b+~_/;Y9 Width: 0.1
T<*)Cdid Depth: 0.0
h3`}{
w Profile: ChannelPro_n=3.14
kP`#zwp'Ci *EuX7LEu_ 7.加入水平平面波：
GFFwk4n1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
}# s{." Input field Transverse: Rectangular
6w<rSU d' X Position: 0.5
:)lS9<Y} Direction: Negative Direction
[63\2{_^v Label: InputPlane1
EV( F!& 2D Transverse:
uX-^ 9t Center Position: 4.5
s )WA9PiC Half width: 5.0
0`E G-Hw Titlitng Angle: 45
[!)HWgx Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
T U 6s~ 图2.波导结构（未设置周期）
AFi_P\X M0$MK> 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。
bll[E}E|3 将Linear2代码段修改如下:
fnq 3ic"V Dim Linear2
6,5h4[eF* for m=1 to 8
MFROAVPZ5 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
?pZ"7kkD Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
qy'-'UlIr Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
K/zb6=-> Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%?[gBf[y Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
,\i*vJ#f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{^1O Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|tAkv Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
g(pr.Dw6 b>ZAkz)U+ 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。
z I2DQ]
9 图3.光栅布局通过VB脚本生成
E n7~wKF lo!pslqsn 设置仿真参数
zg ,=A? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
*IOrv) 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
*+*W# de. TE simulation
[2,D] e Mesh Delta X: 0.015
@RPQ 1d a Mesh Delta Z: 0.015
{ENd]@N* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
;h1hz^Wq 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
QKjn/%l"@ Number of Anisotropic PML layers: 15
rf=l1GW 其它参数保持默认
ZV--d'YiEm 运行仿真
PPl o0R • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
\lG) J0 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
d 0B`5#4 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
U@q5`4-!8 x _~_/&X5 远场分析
衍射波
Y/J~M$9P, 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
$ ,K@xq5 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
f+9WGN pw 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
c@g (_%_|2 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)
/)kJ iV 图4.远场计算对话框
+\ftSm> w)ki<Dudg 5. 在远场对话框，设置以下参数：
`V9bd}M%~; Wavelength: 0.63
J.R])
&CB Refractive index: 1.5+0i
w=]A;GgA Angle Initial: -90.0
xxs
+=.2 Angle Final: 90.0
:| 9vMM^$ Number of Steps: 721
u D(C jHM> Distance: 100, 000*wavelength
D]_6OlIE#' Intensity
'Y @yW 3K hrnE5=iY 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
NxF:s,a6 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
>TglX t+ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
