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：
{|Pg]#Wi& •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
|8:IH@K* •光栅布局
模拟和后处理分析
2[; 4D/`* 布局layout
zx7g5 ;J 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
%JsCw8C6? 图1.二维光栅布局
ee+*&CT) E R ^#J** 用VB脚本定义一个2D光栅布局
J_H=GHMp}
d77->FX2 步骤：
jwe^(U 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
E7K(I ? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 * t-Wol Wafer Dimensions：
ZI0C%c.~ Length (mm): 8.5
{ejJI/o0 Width (mm): 3.0
{}W9m)I X^!1 Mp EQ 2D wafer properties:
b# RTHe&X Wafer refractive index: Air
n:#gKR-J 3 点击 Profiles 与 Materials.
;Ww s;.~ OK6c"*<z 在“Materials”中加入以下
材料：
av.L%l&d Name: N=1.5
s:fy
*6=[Z Refractive index (Re:): 1.5
mK>c+ u) B"903 g 1 Name: N=3.14
j=C o Refractive index (Re:): 3.14
=mq02C~y dg?[gD8!4& 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
}z$_=v Name: ChannelPro_n=3.14
3 ,QsB<9Is 2D profile definition, Material: n=3.14
+$b_,s _W3>Km-A=/ Name: ChannelPro_n=1.5
$<~o,e-4 2D profile definition, Material: n=1.5
.8O. tsLi5;KA] 6．画出以下波导结构：
J!5>8I(_wX a. Linear waveguide 1
7a4b,-93 Label: linear1
f-O`Pp FQ Start Horizontal offset: 0.0
;Rz+4< Start vertical offset: -0.75
PZDj)x_%B& End Horizontal offset: 8.5
,hV}wK! End vertical offset: -0.75
J=*X%^jX9Z Channel Thickness Tapering: Use Default
J '% Width: 1.5
Jp0*Y-*Y Depth: 0.0
_2wU(XYH Profile: ChannelPro_n=1.5
- S ASn 2[ #7YWs b. Linear waveguide 2
%DKQ Label: linear2
+] .Zs< Start Horizontal offset: 0.5
_"Bh
3 7 Start vertical offset: 0.05
=xa:>Vh# End Horizontal offset: 1.0
QNk\y@yKw End vertical offset: 0.05
8l, R|$RKP Channel Thickness Tapering: Use Default
m o$`a6[h< Width: 0.1
\}:&Hl+ Depth: 0.0
R`_RcHY: Profile: ChannelPro_n=3.14
Q}A*{9#|
["N)=d|LS 7.加入水平平面波：
#K5)Rb-H Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
7AE)P[ Input field Transverse: Rectangular
RP"YSnF3 X Position: 0.5
}AZ0BI,TI Direction: Negative Direction
N<e =!LV Label: InputPlane1
~ .FZF 2D Transverse:
rhLm2q Center Position: 4.5
s Y^#I Half width: 5.0
+E{'A7im8= Titlitng Angle: 45
)_|;h2I Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
O e-FI+7 图2.波导结构（未设置周期）
&Ow[ u; c)T t 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。
E&} @P0^ 将Linear2代码段修改如下:
#LGAvFA*_F Dim Linear2
rYp]RX> for m=1 to 8
L=ala1{O Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Q*W`m Fu l Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
v(=?ge YLo Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
g3} K Linear2.SetAttr "Depth", "0"
?gp:uxq, . Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
8 f""@TTp Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
H I`
q!LPv Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
&.>
2@ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O0"u-UX{ ypCarvQT 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。
baD`k?]( 图3.光栅布局通过VB脚本生成
x*Lm{c5+ K,!"5W rX* 设置仿真参数
<6
LpsM} 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
1Q&\y)@bT 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
\c"{V-#o\ TE simulation
mHm"QBa! Mesh Delta X: 0.015
3kTOWIX Mesh Delta Z: 0.015
yX^/Oc@j Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
b6 @(UneVM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
oi@hZniP? Number of Anisotropic PML layers: 15
lWVvAoe 其它参数保持默认
^7q qO% 运行仿真
dB{ VY+! • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
W? `%it5 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
lK}W%hzU • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
TqvgC k- 0|RFsJ" 远场分析
衍射波
|#y+iXTJ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
kw%vO6"q( 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
C J@G8 > 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
l7+[Zn/v * 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)
7Fg-}lJAC 图4.远场计算对话框
7a,/DI2o u%o2BLx 5. 在远场对话框，设置以下参数：
lURL;h Wavelength: 0.63
0Gq}x;8H& Refractive index: 1.5+0i
1>K Z1Kf Angle Initial: -90.0
_P^ xX'v Angle Final: 90.0
*!~jHy8F Number of Steps: 721
~ AU!Gm. Distance: 100, 000*wavelength
6N6}3J5 Intensity
7U@;X~c &Z.zem?n 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#@i1jZ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3M?vK(zG>P 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
