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：
')P2O\YS •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
"LP,
T C •光栅布局
模拟和后处理分析
iL7-4Lv# 布局layout
;l/}Or2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
7,W]zKH 图1.二维光栅布局
<4l.s W2 F +^ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
C;d|\[7Z }sTH. % 步骤：
L)k b (TH 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
u|m[(- ` 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ;Ch+X$m9 Wafer Dimensions：
XI@6a9Uk Length (mm): 8.5
e'k;A{Oh Width (mm): 3.0
{ (m+M l5ZADK4 2D wafer properties:
&jXca| wAR Wafer refractive index: Air
2A*X Hvwb 3 点击 Profiles 与 Materials.
^ MWEfPt m0x J05Zx 在“Materials”中加入以下
材料：
?Kx6Sf<i Name: N=1.5
A6?qIy Refractive index (Re:): 1.5
AkYupP2]v xQNw&'|UU Name: N=3.14
*<`7|BH 3 Refractive index (Re:): 3.14
vHs> ba$" ?
-v 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
86;+r'3p. Name: ChannelPro_n=3.14
(*Gi~?- 2D profile definition, Material: n=3.14
U Lp)T`P av u*>SB Name: ChannelPro_n=1.5
XPHQAo[(s 2D profile definition, Material: n=1.5
G t^|+[gD Cp .1/ 6．画出以下波导结构：
763E 6,7 a. Linear waveguide 1
Nk lz_ ] Label: linear1
fnVW/23 Start Horizontal offset: 0.0
Q `e~MD Start vertical offset: -0.75
Nd]0 ta End Horizontal offset: 8.5
a za o`z End vertical offset: -0.75
-kG3k> by_ Channel Thickness Tapering: Use Default
[n!$D(|"!V Width: 1.5
EpRXj z Depth: 0.0
/ _NkB$& Profile: ChannelPro_n=1.5
3[MdUj1y[ 52>[d3I3 b. Linear waveguide 2
G*kE~s9R
Label: linear2
SL[rn<x| Start Horizontal offset: 0.5
r5f^WZ$- Start vertical offset: 0.05
o\_
Td End Horizontal offset: 1.0
*0=fT}&! End vertical offset: 0.05
pY^pTWs( Channel Thickness Tapering: Use Default
kVV\*"9y Width: 0.1
Hf h@<'NL] Depth: 0.0
2-B6IPeI Profile: ChannelPro_n=3.14
+\+Uz!YS
$cRc ap 7.加入水平平面波：
[NQmL=l Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+:Lk ^Ny Input field Transverse: Rectangular
sFbfFUd X Position: 0.5
8B}'\e 4i Direction: Negative Direction
P YdIP\<V Label: InputPlane1
Na\3.:]z 2D Transverse:
]XmQ]Yit Center Position: 4.5
gb.f%rlZ` Half width: 5.0
hNH.G(l0 Titlitng Angle: 45
2~vo+ng Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
hmc\|IF` 图2.波导结构（未设置周期）
K5P Gi# Ya~ "R#Uy 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。
] b}B~jD 将Linear2代码段修改如下:
Gh2#-~|c B Dim Linear2
;l$9gD>R for m=1 to 8
*6NO-T; - Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
EYA/CI Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
}16&1@8 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Z+Kv+GmqH Linear2.SetAttr "Depth", "0"
IeO-O'^&` Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
_GE=kw;: Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
?lF mXZy` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ksTzXG8 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2K3M Ad{ 7@FDBjq 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。
S
<2}8D 图3.光栅布局通过VB脚本生成
%_>Tcm= 66/ Z\H^d 设置仿真参数
I|H,)!Z 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
D0f*eSXE{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
,o BlJvm TE simulation
OWqrD@ Mesh Delta X: 0.015
B, 4q>KQA Mesh Delta Z: 0.015
5(423"(y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
k69kv 9v@J 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$+7 ci~gs Number of Anisotropic PML layers: 15
ldK>Hx M%Z 其它参数保持默认
3 sl=>;- 运行仿真
=D{B}=D\IM • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
l( gJLjTH% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
nHnk#SAA u • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
w
nWgy4: yDzdE; 远场分析
衍射波
ZOp^`c9 ~ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
o\&~CW~@~ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
C9o$9 l+B 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
tzPC/? 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
;xhOj<: 图4.远场计算对话框
juH wHt X R4 )z 5. 在远场对话框，设置以下参数：
5!t b$p#z Wavelength: 0.63
D@#0 dDT Refractive index: 1.5+0i
#^Ys{ Angle Initial: -90.0
>jv\Qh Angle Final: 90.0
{>/)5 AGs Number of Steps: 721
NaF(\j Distance: 100, 000*wavelength
7 %3<~'v[ Intensity
b Q<b[ )AJ=an||5 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
V`by*s 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
i =-8@ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
