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：
Bz8 &R|~>" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
g1DmV,W-Q •光栅布局
模拟和后处理分析
?_6YtR,{ 布局layout
2k7b K6=nm 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
_Bn Tv$.P 图1.二维光栅布局
^Cz YDq \ zXlN 用VB脚本定义一个2D光栅布局
e^).W3SK] @-.? B 步骤：
5/ecaAB2 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
&!7+Yb(1 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 eN0P9.eqM Wafer Dimensions：
Mjpo 1dw Length (mm): 8.5
~QG ?k Width (mm): 3.0
!J>A,D"- #;9 H@:N 2D wafer properties:
1`r| op}, Wafer refractive index: Air
L3y5 a?G 3 点击 Profiles 与 Materials.
r $)$n&j upn8n vy4( 在“Materials”中加入以下
材料：
<FFJzNc+ Name: N=1.5
o|S)C<w Refractive index (Re:): 1.5
q/@dR{- #,f{Ok+ Name: N=3.14
:x>T}C<Y Refractive index (Re:): 3.14
:, ]S}R kv| ,b 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
2@@l {Y0f6 Name: ChannelPro_n=3.14
O@U?IF$ 2D profile definition, Material: n=3.14
V:
p)m&y6 <3
@}Lj Name: ChannelPro_n=1.5
}#9( Mul 2D profile definition, Material: n=1.5
0TE@x qW yM$J52#d# 6．画出以下波导结构：
I/u9RmbU a. Linear waveguide 1
DMgBcP Label: linear1
1 0N,?a Start Horizontal offset: 0.0
go|>o5!g Start vertical offset: -0.75
:F|\Ij0T End Horizontal offset: 8.5
VA j<E0> End vertical offset: -0.75
G\H q/4 Channel Thickness Tapering: Use Default
k0K A ~ Width: 1.5
5rN _jC*U Depth: 0.0
ySX/=T:<; Profile: ChannelPro_n=1.5
> S&U. f'/ KMe%< b. Linear waveguide 2
eqzTQen8q Label: linear2
X\2_; zwf Start Horizontal offset: 0.5
,7/
_T\d< Start vertical offset: 0.05
?iSG H '[u End Horizontal offset: 1.0
7c1+t_ Ew End vertical offset: 0.05
-ut=8(6& Channel Thickness Tapering: Use Default
9`X&,S~e Width: 0.1
!'c| N9 Depth: 0.0
Zw=G@4xoU Profile: ChannelPro_n=3.14
8=H\?4)()Y
h)B!L Ar
7.加入水平平面波：
3 ut_Bt\ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
ZJXqCo7O Input field Transverse: Rectangular
Kdt|i93 X Position: 0.5
_
VKgs]Y Direction: Negative Direction
Cg6;I.K Label: InputPlane1
: ^(nj7D 2D Transverse:
+{>.Sk'$ Center Position: 4.5
FLbZ9pX} Half width: 5.0
|HgfV@Han Titlitng Angle: 45
z zJ^x8#R Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~{QE L 2 图2.波导结构（未设置周期）
/RF%1!M
K 5Bj77?Z 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。
YRa4W.&Yn 将Linear2代码段修改如下:
~= 9V v Dim Linear2
5Fe-=BX( for m=1 to 8
ABiC9[Q0 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
b+$o4 l/x Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
w|G~Il Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
jeFN*r _ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
# ITLz!g E Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
03"#J2b Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
WB;J1TpM7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
sA2o2~AmM Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
E!Ymcp Cl E3tj/4:L 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。
Su4h '&xx 图3.光栅布局通过VB脚本生成
}~GV'7d1 TAAR'Jz S 设置仿真参数
cUM_ncYOP 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
rG 5i-' 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Ph"iX'J TE simulation
7 s-`QdWX Mesh Delta X: 0.015
P=pY8X: Mesh Delta Z: 0.015
]-rczl|o Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
{jUvKB_x 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
bXm :]? Number of Anisotropic PML layers: 15
]TfeBX6ST 其它参数保持默认
g1dmkX 运行仿真
'}fel5YV • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
+DxifXt B • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9dw0<qw1% • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_X?y , # nO:HB.&@ 远场分析
衍射波
{Ot[WF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
wK ][qZ ] 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
3:"AFV 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
q"l>`KCG` 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)
M3PVixl i3 图4.远场计算对话框
B*BHF95! W=M<
c@ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/ o'oF Wavelength: 0.63
JN)"2}SE Refractive index: 1.5+0i
ew/KZE Angle Initial: -90.0
YBeZN98Nt Angle Final: 90.0
xz="|H D); Number of Steps: 721
dvxf lLd @ Distance: 100, 000*wavelength
JH-nvv Intensity
&7lk2Q\ 89ZDOji?O 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
-^y1iN'D 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
*SXSF95 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
