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：
EUxG Aj$- •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_ iir<} •光栅布局
模拟和后处理分析
+>r/ 0b 布局layout
BDjn
!3 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
QC9eUYe 图1.二维光栅布局
=,UWX3`f ,d {"m)r< 用VB脚本定义一个2D光栅布局
dfij|>:*0 =_:et 0 步骤：
D> LZP! 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
u)~C;f) 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 6 BCf:mqP Wafer Dimensions：
H kQ ) n3 Length (mm): 8.5
U4b0*` o Width (mm): 3.0
%y@Hh= (EI;"N (x 2D wafer properties:
[x ,>?~6ek Wafer refractive index: Air
AD|2q M)) 3 点击 Profiles 与 Materials.
,&R/4 :I PEW=@xj2y 在“Materials”中加入以下
材料：
Z\k&gio5C^ Name: N=1.5
Wjl Z6g2i Refractive index (Re:): 1.5
3GUZ;jdn Kq;8=xP[ Name: N=3.14
ybY]e; v*O Refractive index (Re:): 3.14
& M.66O@ pLLGus+W 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
b)e
*$) Name: ChannelPro_n=3.14
d2H|LMhJ 2D profile definition, Material: n=3.14
2(#7[mgPI %3ICI Name: ChannelPro_n=1.5
f PM8f 2D profile definition, Material: n=1.5
*q-['"f HBu[gh;b 6．画出以下波导结构：
: {q < {^c a. Linear waveguide 1
$3s@}vLd Label: linear1
d'G0m9u2 Start Horizontal offset: 0.0
Yq%9M=#k Start vertical offset: -0.75
osX8eX]\ End Horizontal offset: 8.5
j,"@?Wt7 End vertical offset: -0.75
(A~/ ' 0/ Channel Thickness Tapering: Use Default
d~1 gMz+) Width: 1.5
{M^3m5.^ Depth: 0.0
5Hw~2 ?a, Profile: ChannelPro_n=1.5
7~5ym15* LC'{p b. Linear waveguide 2
+PcmJ Label: linear2
&L,nqc\3D5 Start Horizontal offset: 0.5
4}eepJOn Start vertical offset: 0.05
nv~%#|v_W End Horizontal offset: 1.0
6er-{.L= End vertical offset: 0.05
^$'z!+QRM Channel Thickness Tapering: Use Default
Nw1#M%/!r! Width: 0.1
Stu4t==U Depth: 0.0
8j=}u/T @F Profile: ChannelPro_n=3.14
v3 3dx Z' ;;:-l99 7.加入水平平面波：
B#.L Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+i@y@<l:+ Input field Transverse: Rectangular
\l]DQaOEe X Position: 0.5
U8LtG/ Direction: Negative Direction
\kU &^H i Label: InputPlane1
SU/BQ3 2D Transverse:
DUC#NZgw Center Position: 4.5
C'o6 4+W^ Half width: 5.0
'gPzm|f|t@ Titlitng Angle: 45
L>Sjl lY Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\<y#R~7s 图2.波导结构（未设置周期）
,Qe?8En[ ecCr6) 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。
\4-"L> 将Linear2代码段修改如下:
X0haj~o[ Dim Linear2
`m!j$ ,c. for m=1 to 8
Ns7(j - Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
t\%HX.8[;% Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
PGLplXb#[S Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
q g L aa Linear2.SetAttr "Depth", "0"
T ^~5n6 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Ai gS!- Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
qT` k*i? Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
JST uXW Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
P#XID 2; 06N}k <10O 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。
.R./0Ot tx 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ysQ,)QoiR{ V9d F1H j 设置仿真参数
) `A3M) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
b/{t|io{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
^ml '? TE simulation
qx4I_% Mesh Delta X: 0.015
Dm-zMCf}Q Mesh Delta Z: 0.015
#>mr[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Ct=- 4 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
79xx2 Number of Anisotropic PML layers: 15
p|&Yku= 其它参数保持默认
,kF}lo) 运行仿真
nAjO6g6E • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
I.94v
#r • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
] A<~XIu • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_;UE9S% h?8] C#6^ 远场分析
衍射波
aM:nOt" S1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
%
<q w 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Y#l k6 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
P%(O| 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)
*/|9= $54 图4.远场计算对话框
A3iFI9I v I$ 0)Px%z 5. 在远场对话框，设置以下参数：
^k#P5oV Wavelength: 0.63
7|[mz> "d Refractive index: 1.5+0i
:X]itTrGs Angle Initial: -90.0
JaL%qco Angle Final: 90.0
.sj^{kGE Number of Steps: 721
6w(6}m.L^ Distance: 100, 000*wavelength
Yo("U8:XX Intensity
L G1r]2 5yiK+-iTs 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
-Q mO1U 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[ zEUH:9D 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
