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：
mpU$ + •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
(3 Two} •光栅布局
模拟和后处理分析
g"p%C:NN 布局layout
p93r'&Q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#*K}IBz 图1.二维光栅布局
/_AnP `(ue63AZ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
D%OQ e#! ORHp$Un~) 步骤：
|Mu p8(gCk 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
=hC,@ R>; 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Vt %bI0# Wafer Dimensions：
bYpnt V Length (mm): 8.5
ao1(]64X" Width (mm): 3.0
Dwr)0nk ODNM+#} ` 2D wafer properties:
k;AD`7(= Wafer refractive index: Air
dJeN bVd 3 点击 Profiles 与 Materials.
Ln') QN v &Yi 在“Materials”中加入以下
材料：
c'>/ Name: N=1.5
[!HEQ8 2g Refractive index (Re:): 1.5
fT S5 yb% 4sF"6+%5d Name: N=3.14
MDhRR*CBh Refractive index (Re:): 3.14
zZPuha8 DC IxRPw 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
%Gz0^[+ Name: ChannelPro_n=3.14
nm5cpnNl 2D profile definition, Material: n=3.14
42{Ew8 J%v=yBC2 Name: ChannelPro_n=1.5
p{amC ;cI$ 2D profile definition, Material: n=1.5
: UGZ+ M -cTR d-i 6．画出以下波导结构：
f9t6q*a`% a. Linear waveguide 1
D/Z6C&/I Label: linear1
$+8cc\fq Start Horizontal offset: 0.0
fi-WZ Start vertical offset: -0.75
@r/# -?W End Horizontal offset: 8.5
p4. wh|n End vertical offset: -0.75
]qethaNy Channel Thickness Tapering: Use Default
|o H,
Width: 1.5
bhTb[r Depth: 0.0
R&8Iz
yM Profile: ChannelPro_n=1.5
5{|7$VqPF >Ea8G, b. Linear waveguide 2
V+*
P2| Label: linear2
gp };D Start Horizontal offset: 0.5
:1cV ;gJ Start vertical offset: 0.05
[YRz*5 End Horizontal offset: 1.0
Q i,j+xBp End vertical offset: 0.05
/\ y?Y Channel Thickness Tapering: Use Default
2Nu=/tMN Width: 0.1
~("5y G Depth: 0.0
l4 D+Y Profile: ChannelPro_n=3.14
\f]k CB +X#vVD3" 7.加入水平平面波：
W]"zctE Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
x[wq]q#* Input field Transverse: Rectangular
Q8:Has X Position: 0.5
m'Amli@[ Direction: Negative Direction
D"Bl:W'?j Label: InputPlane1
|4)>:d 2D Transverse:
WZ-s--n# Center Position: 4.5
04LI]' Half width: 5.0
s1M Erd Titlitng Angle: 45
yCd-9zb= Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
_( _a*ml 图2.波导结构（未设置周期）
; kFDMuuO (7mAt3n
k 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。
N|8P) 将Linear2代码段修改如下:
9A/\h3HrJ Dim Linear2
;X8y Fq for m=1 to 8
F f$L| Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
03|PYk 6EW Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
+DW~BS3 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
fV &KM*W*@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
oiF}?:7Q7 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
g y,h t3 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
_D+}q_ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
O!m vJD Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
$h2){*5 E{ \a 5U8shc 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
#^`4DhQ/
1 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Qi ua .R) D3NZp 设置仿真参数
S'|,oUWDb 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-MW_| MG 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
T m_b z&Q TE simulation
_K`wG}YIE Mesh Delta X: 0.015
=[H;orMr Mesh Delta Z: 0.015
-(~.6WnhS Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Vr )<\h 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
FK:;e
lZ Number of Anisotropic PML layers: 15
cGtO
+DE 其它参数保持默认
O- ew%@_ 运行仿真
WB?jRYp • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
%j:]^vqFA • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9 8j>1 "8 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
x^HGVWw_ tR}MrM 远场分析
衍射波
8J=? 5 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"8c@sHk(w 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
&qMPq-> 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
)jU)_To 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
nc~F_i= 图4.远场计算对话框
M=%l}FSTw( '[U8}z3 5. 在远场对话框，设置以下参数：
j K!Au Wavelength: 0.63
bHPYp5UwN Refractive index: 1.5+0i
I, -hf=- Angle Initial: -90.0
G,$PV
e* Angle Final: 90.0
!Nu<xq@! Number of Steps: 721
?HTj mIb Distance: 100, 000*wavelength
~"!]
3C,L Intensity
RS"H8P 4W 0@ yXi 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
TMAJb+@l: 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$5 6Z#'(D 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
