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：
x H\!j •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
KuRJo ] •光栅布局
模拟和后处理分析
lfAiW;giJ 布局layout
k vpkWD; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
2 16`rQ}z 图1.二维光栅布局
L6?~<#-m\M o;9 G{Xj3@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
DPlDuUOd kwXUjn p 步骤：
cP",szcY 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Z%Pv,h'Q 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 S:K$fFcJ Wafer Dimensions：
*@ { Length (mm): 8.5
qeW.~B!B Width (mm): 3.0
?f$U8A4lp "38L ,PW0Z 2D wafer properties:
=@nE :uto] Wafer refractive index: Air
VA>0Y 3 点击 Profiles 与 Materials.
1COSbi] Q>q-6/|UX 在“Materials”中加入以下
材料：
5hHLC7tT9 Name: N=1.5
y H (3 m# Refractive index (Re:): 1.5
?y]R /?
BbM/Rd1tAm Name: N=3.14
B"sB0NuT/$ Refractive index (Re:): 3.14
gyQPQ;"H$2 4ClSl#X#i 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
p"FWAC! Name: ChannelPro_n=3.14
A0>r]<y 2D profile definition, Material: n=3.14
MgP &9 `W >Sss Name: ChannelPro_n=1.5
m68> ` 2D profile definition, Material: n=1.5
3-=AmRxW't M&jlUr&l 6．画出以下波导结构：
x=Aq5*A0 a. Linear waveguide 1
[dR#!"6t Label: linear1
Y_}_)nE@m Start Horizontal offset: 0.0
UGlHe 7 Start vertical offset: -0.75
VP~( ;H5% End Horizontal offset: 8.5
d-C%R9 End vertical offset: -0.75
(Hmm^MV) Channel Thickness Tapering: Use Default
l}iQ0v@ Width: 1.5
gKY6S? Depth: 0.0
qw*) R#= Profile: ChannelPro_n=1.5
L|Xg 4Z _R(9O?;q b. Linear waveguide 2
S A#01}&p Label: linear2
8f<y~L_(` Start Horizontal offset: 0.5
t-5K
dLB Start vertical offset: 0.05
c|d,:u# End Horizontal offset: 1.0
3~Ls a"/ End vertical offset: 0.05
,>01Cs=t8 Channel Thickness Tapering: Use Default
n|pdYe8\ Width: 0.1
"hQGk Depth: 0.0
?K;l 5$?% Profile: ChannelPro_n=3.14
2~ 4&4 6yBd9= 3K 7.加入水平平面波：
Y]*&\Ex"\ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
FW5v
1s= Input field Transverse: Rectangular
tot~\S X Position: 0.5
(c&%1bJ Direction: Negative Direction
, a?oGi Label: InputPlane1
)7]yzc 2D Transverse:
nbB*d@" Center Position: 4.5
x N7sFSV@ Half width: 5.0
6:L2oW 6}{ Titlitng Angle: 45
98)C
7N' Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
2X[oge 0@ 图2.波导结构（未设置周期）
]v0Z[l>yf q2r$j\L% 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。
&XdTY + 将Linear2代码段修改如下:
Kj "X!- Dim Linear2
>_xuXEslUz for m=1 to 8
H]
g=(
%ok Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
SB08-G2 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
,[T/O\k Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
O_ZYm{T[7 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
r{t6Vv2J Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
$+f=l~/s
Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
_;U %`/T b Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Ssuz%* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
A^p{Cq@E %LzARTX 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。
!V(r
p 80 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>d=pl}-kOQ
mhX66R 设置仿真参数
|`Noj+T47I 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
fN&uat 7 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
#AB5}rPEI TE simulation
rjiHP;-t1 Mesh Delta X: 0.015
gC7P o Mesh Delta Z: 0.015
Ef?hkq7X< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
;x 2o|#`b 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
l Z7
$DGe Number of Anisotropic PML layers: 15
<G |i5/|7 其它参数保持默认
r#2F k &Z9 运行仿真
^e <E/j {~ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[FrLxU • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
n}[S • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
L@/IyQ[H1 gpf0 -g-X 远场分析
衍射波
}% q-9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
nw% 9Qw 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
-a VC` 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
A)3H`L 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
ypG*41 图4.远场计算对话框
!`RMXUV X[r 0$yuE 5. 在远场对话框，设置以下参数：
c ?EvrtND Wavelength: 0.63
9]w?mHslE Refractive index: 1.5+0i
IQ_s]b;z Angle Initial: -90.0
^g|cRI_ " Angle Final: 90.0
8{/.1: Number of Steps: 721
6
iM J 0 Distance: 100, 000*wavelength
5qW>#pTFVV Intensity
A9 g%> ] uyp i#[ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
YS){ N=g&' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
.?Y"o3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
