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：
~</FF'Xz •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Mh7m2\fLbd •光栅布局
模拟和后处理分析
(L/>LZn| 布局layout
ZIx-mC5 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
EH |+S 图1.二维光栅布局
j?2~6W/[ Wi&v?nm 用VB脚本定义一个2D光栅布局
uxf,95<g) E@SFK=` 步骤：
6YM X7G] 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
)aIcA 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 W"Ip]LJ Wafer Dimensions：
@)U.Dbm Length (mm): 8.5
#3rS{4[ Width (mm): 3.0
StI
N+S@Z a#j,0FKv 2D wafer properties:
|Vpp'ipr Wafer refractive index: Air
IA` voO$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
7_\sx7h{3 =p@` bx 在“Materials”中加入以下
材料：
jaoZ}}V_$ Name: N=1.5
L"bJ#0m Refractive index (Re:): 1.5
XG/xMz~ LE8<JMB Name: N=3.14
9z#8K
zXg Refractive index (Re:): 3.14
c| ?(> ps{4_V-3 u 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
*cb|9elF^ Name: ChannelPro_n=3.14
4eHSAN"$ 2D profile definition, Material: n=3.14
e S8(HI6{^ _N`.1Dl%Q Name: ChannelPro_n=1.5
4zMvHe 2D profile definition, Material: n=1.5
m# {' 9 | U?0|2hR~ 6．画出以下波导结构：
sq'm)g a. Linear waveguide 1
MRLiiIrq,5 Label: linear1
cI2Ps3~"Q Start Horizontal offset: 0.0
+KTfGwKt Start vertical offset: -0.75
*$eH3nn6g End Horizontal offset: 8.5
<Q|\mUS6 End vertical offset: -0.75
/z-rBfdy^ Channel Thickness Tapering: Use Default
j[r}!;O Width: 1.5
d1D
f` Depth: 0.0
9mi@PW}1 Profile: ChannelPro_n=1.5
HgQjw ! v,-T k=qP b. Linear waveguide 2
|A3"Jc.2o Label: linear2
,t`V^(PEq Start Horizontal offset: 0.5
gnp.!- Start vertical offset: 0.05
|*{*tW C1 End Horizontal offset: 1.0
wsQnjT> End vertical offset: 0.05
D :@W*, Channel Thickness Tapering: Use Default
agUdI_'~@9 Width: 0.1
`jE[Xt"@ Depth: 0.0
}QI \K Profile: ChannelPro_n=3.14
5eTA] tyR?A>F4 7.加入水平平面波：
AIHH@z Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-N' (2' Input field Transverse: Rectangular
KTm^}')C8 X Position: 0.5
b-& rMM L Direction: Negative Direction
*Dp&;, b Label: InputPlane1
2y!n c% 2D Transverse:
gNZwD6GMe? Center Position: 4.5
TZg tu+& Half width: 5.0
;d zy 5o3 Titlitng Angle: 45
P#A,(Bke3 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+p\ E%<uQ 图2.波导结构（未设置周期）
mV^w|x 7\UHADr 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
Km5_P## 将Linear2代码段修改如下:
[(n5-#1S Dim Linear2
1clzDwW for m=1 to 8
( >}1t!1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`:C1Wo^< Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
j3 sz"( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
&y _t,8>5 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
&;$uU Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
;u2[Ww~k Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
k 4s V6f Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
,l&?%H9q Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
/O[6PG &kb~N- 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。
%B@NW2ZQ[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ROkwjw "Da 1BuX\ 设置仿真参数
?A@y4<8R| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
12^uu)6Xm, 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
:-x?g2M Y TE simulation
0N1t.3U Mesh Delta X: 0.015
29:2Xu i Mesh Delta Z: 0.015
1sXCu|\q Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
U.TZd" 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
:cA P{rSe Number of Anisotropic PML layers: 15
!> Nlp,r&~ 其它参数保持默认
.w4| $.H 运行仿真
@ 51!3jeu • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
CAc]SxLh • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9'( _*KSH • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
rai'x/Ut}+ 6Jgl"Jw8 远场分析
衍射波
n~0wq(8M 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
`*U @d%a 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
]{tWfv|Xg8 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
bm;iX*~ 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)
O+-+=W 图4.远场计算对话框
<);j5) / 4b}p[9k 5. 在远场对话框，设置以下参数：
L s2OnL9 Wavelength: 0.63
u/W{JPlL Refractive index: 1.5+0i
\0|x<~#j' Angle Initial: -90.0
}P2*MrkcHB Angle Final: 90.0
yl>^QMmo Number of Steps: 721
?Z|y-4 &> Distance: 100, 000*wavelength
}<G
a e5 Intensity
"pt[Nm76)8 |e8A)xM]wC 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
m& A bH&; 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
jpi,BVTI-X 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
