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：
;yH>A ;,K% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
tMr7 d •光栅布局
模拟和后处理分析
d Qut8>0& 布局layout
|9@,ri\'Rg 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
.soCU8i3 图1.二维光栅布局
_ %s#Cb 3 qYGEhxv 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"EW8ll7r FOaA}D `] 步骤：
~cz} C("Z 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
$+gQn I3w 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 !3Dq)ebBz Wafer Dimensions：
;qx#]Z0 < Length (mm): 8.5
Rq4; {a/j Width (mm): 3.0
MB}nn&u# :cpj{v;s 2D wafer properties:
J,a&"eO Z Wafer refractive index: Air
<y 4(!z" 3 点击 Profiles 与 Materials.
*4O=4F)x y@LI miRG 在“Materials”中加入以下
材料：
6#w>6g4V~R Name: N=1.5
zcpL[@B Refractive index (Re:): 1.5
, 3R=8 X<ex
>sM Name: N=3.14
2j\_sv w' Refractive index (Re:): 3.14
<J%qzt} 1=VyD<dNG6 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
QE]@xLz Name: ChannelPro_n=3.14
LUbhTc 2D profile definition, Material: n=3.14
3 ML][|TR eSPS3|YYn Name: ChannelPro_n=1.5
vrn4yHoZ 2D profile definition, Material: n=1.5
SA, ~q& '2,~ 'Zk 6．画出以下波导结构：
/4{WT ?j a. Linear waveguide 1
]&' !0'3` Label: linear1
:@w~*eK ~ Start Horizontal offset: 0.0
$-_" SWG. Start vertical offset: -0.75
z zG =!JR End Horizontal offset: 8.5
)! [ B( End vertical offset: -0.75
goM;Pf
"< Channel Thickness Tapering: Use Default
B<W}:>3 Width: 1.5
hz D)yf Depth: 0.0
L
K&c~
Uy Profile: ChannelPro_n=1.5
1eXMMZ /? L3]J8oEmU b. Linear waveguide 2
N'1I6e " Label: linear2
y"?`MzcJ0 Start Horizontal offset: 0.5
G<Z}G8FW^ Start vertical offset: 0.05
hV3]1E21" End Horizontal offset: 1.0
a )O"PA}2 End vertical offset: 0.05
92-Xz6Bo9 Channel Thickness Tapering: Use Default
b[vE!lJEq Width: 0.1
-]EL|_; Depth: 0.0
vuQA-w7 Profile: ChannelPro_n=3.14
l|g*E.:4 /N0m F< P 7.加入水平平面波：
QPy h.9:N Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
,Csdon Input field Transverse: Rectangular
vbJ<|#|r- X Position: 0.5
eDd& vf Direction: Negative Direction
+=WBH' Label: InputPlane1
NT6jwK.?)? 2D Transverse:
Uo3 Center Position: 4.5
LcKc#)'EE Half width: 5.0
s'O%@/;J Titlitng Angle: 45
&H _/`Z]Q Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
o HK 图2.波导结构（未设置周期）
y)r`<B <XL%* 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
o sc8;B/ 将Linear2代码段修改如下:
I!zoo[/)% Dim Linear2
+;,{`*W+N for m=1 to 8
e.\>GwM Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
-=-^rQx9 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
<h(AJX7wsD Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`JI p$ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
PvKGB01_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<n_? $ TJ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
h ! B{7J Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
`! 8\ |/ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
hC-uz _/3 9^^\Z5 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。
1dD%a91 图3.光栅布局通过VB脚本生成
1P]J3o R0M>'V ?e 设置仿真参数
e"@r[pq-{u 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
q~>!_q]FE 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
c[J 2;"SP TE simulation
(~@.9&cBD Mesh Delta X: 0.015
hn .(pI1 Mesh Delta Z: 0.015
Iq|h1ie
m+ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
{ UH45#Ua 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
?`TQ!m6y Number of Anisotropic PML layers: 15
]xf89[ ;0 其它参数保持默认
:F d1k
Jm 运行仿真
<mX5VGY9^ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
#h u d_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
7$7|~k • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
gvVy0nJI~ {9J| \Zz3 远场分析
衍射波
K-YxZAf 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\Vv)(/q { 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$d1ow#ROgy 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
}51QU FhL0 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)
}[% F 图4.远场计算对话框
)g=mv*9> 6cg,L:j# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
v~RxtTu Wavelength: 0.63
BTsvL>Wy Refractive index: 1.5+0i
H2 8-;>'` Angle Initial: -90.0
!/`AM<`o Angle Final: 90.0
^PdD-tY< Number of Steps: 721
,%Pn.E* r; Distance: 100, 000*wavelength
t<`wK8) Intensity
lC*xyO K F_u ?.6e] 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
TrZ!E`~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Eoz/]b 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
