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：
S{RRlR6Z •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
w\mT ug •光栅布局
模拟和后处理分析
XuWX@cK 布局layout
?S;z!)
H)P 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
b<!' WpY- 图1.二维光栅布局
Wks zN h yEMM@5W)8 用VB脚本定义一个2D光栅布局
nuDu p$G3<Z&7 步骤：
);T&pm:C> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3dz{" hV 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ^rs{1S Wafer Dimensions：
Yecdw'BW? Length (mm): 8.5
w:9`R<L Width (mm): 3.0
wpp!H< ') Z
t4q=
Lr 2D wafer properties:
& kVa*O Wafer refractive index: Air
"N ">RjJ" 3 点击 Profiles 与 Materials.
tAo$; | ur E7ZKdI 在“Materials”中加入以下
材料：
tK@7t0 Name: N=1.5
daP_Kz/2K Refractive index (Re:): 1.5
VxS3lR= BeLqk3'/ Name: N=3.14
r\#nBoo( Refractive index (Re:): 3.14
F Z RnIg Abh R* 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
`k*;%}X\ Name: ChannelPro_n=3.14
pEz^z9 2D profile definition, Material: n=3.14
.I EHjy\+ !Y r9N4 Name: ChannelPro_n=1.5
PH&Qw2(Sx 2D profile definition, Material: n=1.5
6]Q# 4 Nd"IW${Kg 6．画出以下波导结构：
livKiX` a. Linear waveguide 1
*U6+b Label: linear1
u{va2n/ Start Horizontal offset: 0.0
Q\}- MiI/ Start vertical offset: -0.75
K!qOO End Horizontal offset: 8.5
:!D m,PP% End vertical offset: -0.75
J)y g<*/3 Channel Thickness Tapering: Use Default
-
AgD Width: 1.5
T@{a b1KV Depth: 0.0
&*'^uCna Profile: ChannelPro_n=1.5
%7 yQ0'P 9G2 rV k b. Linear waveguide 2
C> x)jDb? Label: linear2
1kpw*$P0 Start Horizontal offset: 0.5
8f[ztT0`g Start vertical offset: 0.05
AaxQBTB End Horizontal offset: 1.0
VD@$y^!H End vertical offset: 0.05
7g ]mrI@ Channel Thickness Tapering: Use Default
CJCxL\ Width: 0.1
yA"?Hv \o; Depth: 0.0
Cw(yp u Profile: ChannelPro_n=3.14
T%& vq6 (0#$%US\ 7.加入水平平面波：
&n _f.oUc Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
"=
%"@"<) Input field Transverse: Rectangular
%L]sQq, X Position: 0.5
B0gD4MX/ Direction: Negative Direction
gCPH>8JwS0 Label: InputPlane1
J^7M0A4K 2D Transverse:
cf$
hIB)Oi Center Position: 4.5
UCmy$aW Half width: 5.0
DpA)Vdj Titlitng Angle: 45
\ +sa[jK Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
-
A@<zqu 图2.波导结构（未设置周期）
+a Em]=3 <_t]?XHB[ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
s+fxv(,"c 将Linear2代码段修改如下:
WHv6E!^\_ Dim Linear2
ZAy /u@qt for m=1 to 8
T-ST M"~% Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
}T\.;$f Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
;>6~}lMgJ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
[sk n9$ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
?yj g\S?L Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
|y0k}ed Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
ulW>8b W& Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
r0[<[jEh Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
9)S3{ i6w `W+-0F@Y?@ 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。
/ *BU5 图3.光栅布局通过VB脚本生成
pL[3,.@WA }AB_i'C0 设置仿真参数
y>E:]#F 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Cc{{9Ud 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~4Fz A,, TE simulation
Xr8fmJtg' Mesh Delta X: 0.015
DMDtry?1: Mesh Delta Z: 0.015
k \SqD mv Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
j[\:#/J 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
v,QvCozOz Number of Anisotropic PML layers: 15
rX5 "p!z 其它参数保持默认
_e>N3fT 运行仿真
}{@y]DcdM4 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
(*6 .-Xn • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
W(Sni[c{ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
y* sVim x gSwHPm%zn 远场分析
衍射波
<
-W 8 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
[$d]U. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
x_<#28H! 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
3[_WTwX0 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)
<=6F=u3PtU 图4.远场计算对话框
/&47q U4PJ w<h8`K`3 5. 在远场对话框，设置以下参数：
9yTDuhJ6 Wavelength: 0.63
WwWOic2 Refractive index: 1.5+0i
qj:[NPwaM Angle Initial: -90.0
<wFmfrx+v Angle Final: 90.0
@Z#h?: Number of Steps: 721
Yuf+d-% Distance: 100, 000*wavelength
"x;FE<I Intensity
2g5 4<G*e ^jS1g*nrN 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
rc>}3?o 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%q eNC\6N 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
