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：
KT3n -Y-, •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
)swu~Wb}U@ •光栅布局
模拟和后处理分析
8el\M/ u{ 布局layout
F=g +R~F 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
0PP5qeqN2n 图1.二维光栅布局
Dve+ #H6N '} 5Yc, 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Hd_ W5R S"<"e\\}"_ 步骤：
O~*`YsL9 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
` W} Bc 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dje}C bZ Wafer Dimensions：
'kb|! Length (mm): 8.5
B j`ZH~T Width (mm): 3.0
zn)Kl%N ^ 360b`zS 2D wafer properties:
+tCNJ<S@l$ Wafer refractive index: Air
y _:~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
o4t6NDa ix+sT|> 在“Materials”中加入以下
材料：
i-FsA Name: N=1.5
+1pY^#A Refractive index (Re:): 1.5
I xk+y? \- f^C}m Name: N=3.14
eEmuE H@X Refractive index (Re:): 3.14
$8{v_2C){ ozOvpi:k3% 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
uGz>AW8a3 Name: ChannelPro_n=3.14
Oz1S*<]=,~ 2D profile definition, Material: n=3.14
#qDMUN*i 78UE?) X" Name: ChannelPro_n=1.5
eqQ=HT 7J 2D profile definition, Material: n=1.5
!(i}FFn{: aovw'O\Q 6．画出以下波导结构：
%] #XI r a. Linear waveguide 1
2tqj ]i Label: linear1
p:Hg>Z Start Horizontal offset: 0.0
YIn
H8Ex Start vertical offset: -0.75
J/xbMMb
End Horizontal offset: 8.5
w!--K9 End vertical offset: -0.75
SCL8.%z D Channel Thickness Tapering: Use Default
De`p@`+<#~ Width: 1.5
GX#SCZ&}C Depth: 0.0
_j sJS<2 1 Profile: ChannelPro_n=1.5
yKB&][)& 6d{&1-@> b. Linear waveguide 2
5DS'22GW` Label: linear2
oD.[T)G? Start Horizontal offset: 0.5
4S1\5C9 Start vertical offset: 0.05
PC)aVr?@@ End Horizontal offset: 1.0
UAEu.AT End vertical offset: 0.05
s ;2ih)[ Channel Thickness Tapering: Use Default
vw)lD9-" Width: 0.1
^_ST#fFS Depth: 0.0
UfSqiu Profile: ChannelPro_n=3.14
FMEW[' 13aj fH 7.加入水平平面波：
< HB@j}qi Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
YmPN aL Input field Transverse: Rectangular
C
)J@`E X Position: 0.5
PHR:BiMZ Direction: Negative Direction
[]l2
`fS# Label: InputPlane1
9D[Jn}E: 2D Transverse:
A +41JMH Center Position: 4.5
B>UF dj]- Half width: 5.0
7'zXf)! Titlitng Angle: 45
W|C ZA Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
bw8[L;~%_ 图2.波导结构（未设置周期）
AU 4K$hC^ *?3c2Jg=E 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。
> e"vP W*[ 将Linear2代码段修改如下:
f)19sjAJk Dim Linear2
m <'&`B; for m=1 to 8
FH)_L1n Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
f!Mx +ky Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
EECuJ+T Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
?k$'po*Eq Linear2.SetAttr "Depth", "0"
h,zM*z A_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
* ry}T= Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
YhQ%S} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
CmxQb,Ul s Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
v2jpao<K N4)ZPLV 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
@hwe 图3.光栅布局通过VB脚本生成
W 9!K~g_ ^m ['VK#? 设置仿真参数
n?:%>O s$ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
g[Q+DT 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+3[8EM#g TE simulation
'!<gPAVTzV Mesh Delta X: 0.015
; <l# k7 / Mesh Delta Z: 0.015
t.Yf8G y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Q.,2G7[ < 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2rxz<ck( Number of Anisotropic PML layers: 15
p(!d,YSE 其它参数保持默认
l i)
5o 运行仿真
722:2 { • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
LYO2L1u) • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
L*FQ`:lZ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
kRqe&N e +~$pkxD" 远场分析
衍射波
C 7Fx V2 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
$.x,[R
aN 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
|B
{*so ] 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
:i>If:>g 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)
w+u1 " 图4.远场计算对话框
=2@ V} 0.[tEnLZ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
~P BJ~j+G Wavelength: 0.63
89x;~D1 Refractive index: 1.5+0i
5? q 6g Angle Initial: -90.0
DY\~O Angle Final: 90.0
<Hr~|oG Number of Steps: 721
'
eh }t Distance: 100, 000*wavelength
Ka y\;fXT Intensity
>hY.F/[ E[cH/Rm 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Lp) P7Yt- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
*x:*Q \| 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
