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：
F N[R(SLbL •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
/?-7Fg+, •光栅布局
模拟和后处理分析
~ i;fDQ&! 布局layout
Gi6T[" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
9W`Frx'h1 图1.二维光栅布局
|+IZS/W" Yd
cK&{ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
gYop--\14] h~Q)Uy5N(D 步骤：
QrG `&QN 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q> :$c0JY 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Q />L_S Wafer Dimensions：
I8Vb-YeS Length (mm): 8.5
#_
C Width (mm): 3.0
ov# 7 hxe I3S9Us-\ 2D wafer properties:
`BFIC7a Wafer refractive index: Air
R5_i15< 3 点击 Profiles 与 Materials.
Pi 2 | ,SlN zR 在“Materials”中加入以下
材料：
7cg*|E@ Name: N=1.5
zW |=2oX2 Refractive index (Re:): 1.5
#!J(4tXny m(OvD! Name: N=3.14
n_D8 JF Refractive index (Re:): 3.14
%~ |HFYd )
iQ
4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[f~N_G6I^o Name: ChannelPro_n=3.14
4pz|1Hw7 2D profile definition, Material: n=3.14
=TvzS%U 4B+9z^oQ Name: ChannelPro_n=1.5
vdoZ&Tu 2D profile definition, Material: n=1.5
Y]`.InG@ !{^\1QK 6．画出以下波导结构：
7YWNd^FI
V a. Linear waveguide 1
y?
(2U6c Label: linear1
eBN)g^ Start Horizontal offset: 0.0
)o _j]K+xI Start vertical offset: -0.75
5-u= o )> End Horizontal offset: 8.5
1 [nG} End vertical offset: -0.75
D]! aT+ Channel Thickness Tapering: Use Default
1{"llD Width: 1.5
;+ "f Depth: 0.0
}S_oH9A Profile: ChannelPro_n=1.5
{y
kYW%3s o@>? *= b. Linear waveguide 2
%5Kq^]q;Y Label: linear2
i@"e,7mSG Start Horizontal offset: 0.5
s'P( ,!f Start vertical offset: 0.05
f5RE9%.#~ End Horizontal offset: 1.0
^{@![' End vertical offset: 0.05
1MkI0OZE
Channel Thickness Tapering: Use Default
P3tx|:gV Width: 0.1
t-%Q`V=[ Depth: 0.0
/Wk9-uH Profile: ChannelPro_n=3.14
"L"150Ih _,h@: Xij 7.加入水平平面波：
BF|(!8S$U Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
wz8PtfZ Input field Transverse: Rectangular
\J^ X Position: 0.5
}`_@'4:t Direction: Negative Direction
t/i5,le Label: InputPlane1
WUdKLx %F 2D Transverse:
kW= z+ Center Position: 4.5
T0HuqJt y Half width: 5.0
"T/> d%O1b Titlitng Angle: 45
Tq<2`*Qs Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"+ "{+k5t 图2.波导结构（未设置周期）
^u)z{.z'H/ ~IVd vm7 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。
{ Ng oYl 将Linear2代码段修改如下:
-!q u"A: Dim Linear2
z(RL<N% for m=1 to 8
iSK+GQ~ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
I lR\
# Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
> Vb@[ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
rk2xKm^w Linear2.SetAttr "Depth", "0"
wl=61 Mb Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
w [>;a.$ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
qgt[ ~i* Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
JD>d\z2QC Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2B~wHv qL5I#?OMkU 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。
`XTh1Z\ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Y+%sBqo @ n7 aU<`U 设置仿真参数
E&$_`m; 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4] > ]-b 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
= iB,["s TE simulation
YO)$M-]>%J Mesh Delta X: 0.015
".*x!l0y7 Mesh Delta Z: 0.015
V5}nOGV9 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
7"X>?@ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
` D7C?M#j] Number of Anisotropic PML layers: 15
}n,Zl>T9 其它参数保持默认
$>M<j 运行仿真
x LBQ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
z Z -wG • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
+KGZ HO! • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
}0 hL~ i I &9S;I$ 远场分析
衍射波
Wx'K p+9' 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
@*N )i?> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@\_x'!R 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
_:n b&B 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)
fBtm%f 图4.远场计算对话框
iL{M+Ic NIr@R7MKd 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Z!xVgM{ Wavelength: 0.63
.ujT!{>v/ Refractive index: 1.5+0i
[36, eK Angle Initial: -90.0
tqPx$s Angle Final: 90.0
b<I9 MR Number of Steps: 721
&}mw'_ I Distance: 100, 000*wavelength
3
vP(S I F Intensity
r5&I?
0 kyh_9K1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
y@bcYOh3 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
_?7#MWe& 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
