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：
w2Us! <x •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
><RpEnWZ< •光栅布局
模拟和后处理分析
uyO/55;HO 布局layout
~3^
8>d/ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
a Ve'ry 图1.二维光栅布局
&\#sI9 -#7'r<I9@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
f<
ia (d I?]ohG K 步骤：
*lYVY) L 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ZLc -RM 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 : D euX Wafer Dimensions：
l~1Oef#y Length (mm): 8.5
d+<G1w& z Width (mm): 3.0
Ut*`:]la ICpAt~3[M 2D wafer properties:
H= @}=aPf Wafer refractive index: Air
x%s-+& 3 点击 Profiles 与 Materials.
\<.+rqa ! NYt&@Z}] 在“Materials”中加入以下
材料：
"C }b%aO: Name: N=1.5
:C7_J p*Qv Refractive index (Re:): 1.5
grS:j+_M2m j -0z5|*KE Name: N=3.14
A]<y:^2])C Refractive index (Re:): 3.14
<W|3\p6 Z" Zmo>cV4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
.O74V~T Name: ChannelPro_n=3.14
-mAUo;O 2D profile definition, Material: n=3.14
//*fSF gRr L[z Name: ChannelPro_n=1.5
l-fi%Z7C 2D profile definition, Material: n=1.5
]}*R| 1 %;cddLQ\xY 6．画出以下波导结构：
+GG9^:<yr a. Linear waveguide 1
jDKO}
bQ Label: linear1
RtGWG*v4] Start Horizontal offset: 0.0
1Y/s%L Start vertical offset: -0.75
a<@1 -j< End Horizontal offset: 8.5
7[w,:9& } End vertical offset: -0.75
?b*s.
^ Channel Thickness Tapering: Use Default
B,<da1(a Width: 1.5
<_h~w } Depth: 0.0
4h~iPn'Wl Profile: ChannelPro_n=1.5
N+++4; ^2+yHw b. Linear waveguide 2
YbR!+ 0\g Label: linear2
.|hf\1_J Start Horizontal offset: 0.5
Hv!U| L Start vertical offset: 0.05
Mc =$/ o End Horizontal offset: 1.0
PjZv Q\Z End vertical offset: 0.05
YHkn2]^#A Channel Thickness Tapering: Use Default
|h- QP#]/ Width: 0.1
Cf TfL 3(J Depth: 0.0
XJ;D =~ Profile: ChannelPro_n=3.14
Hx#; Z S FO({w( 7.加入水平平面波：
#EO9UW5 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
&]8P1{ Input field Transverse: Rectangular
y 6LWx: X Position: 0.5
l%[EXZ Direction: Negative Direction
'L
8n-TyL Label: InputPlane1
[ OM7g'?S0 2D Transverse:
u&`XB|~ Center Position: 4.5
D6%J\C13` Half width: 5.0
X R+Y= R Titlitng Angle: 45
n.T&}ZPz\v Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
JM=JH
51` 图2.波导结构（未设置周期）
.JYaH? d^RxQuA 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
6;u$&&c( 将Linear2代码段修改如下:
#,,d>e Dim Linear2
~$ng^ D for m=1 to 8
Z8zmHc"IH Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
wN`jE0
{ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
pv*,gSS Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@HQ`~C #Z' Linear2.SetAttr "Depth", "0"
j:5=s%S Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
q-.,nMUF Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u\ #"L Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
$eD.W Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
RM K"o? ,u!*2cWN 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
[baiH|5> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
A9f)tqbc W{%TlN 设置仿真参数
%C$ % !C 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
_jJPbKz 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
M*z~gOZ TE simulation
!u_Y7i3^ Mesh Delta X: 0.015
>ZPsjQuf" Mesh Delta Z: 0.015
FuVnk~gq Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
=+ytTQc*ot 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Tc IcS]w% Number of Anisotropic PML layers: 15
OZx
W?wnd 其它参数保持默认
aa?w:3 运行仿真
n1~o1 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
@W va tD
V • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
)f}YW/ ' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
z8QAo\_I( 3{"" 58 远场分析
衍射波
_9JhL:cY 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
&{>cZh}\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
/e7O$L)
3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
lp<g \ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
+s,Qmmb7) 图4.远场计算对话框
7N-w eX 'qjeXqGH$ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
VTG9$rQZ Wavelength: 0.63
94+KdHAo^M Refractive index: 1.5+0i
dQ_!)f& w1 Angle Initial: -90.0
YQ39 A_e
g Angle Final: 90.0
OlAs'TE^ Number of Steps: 721
|p><'Q% * Distance: 100, 000*wavelength
eln&] d; Intensity
?mWw@6G, % F!1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
w S4.8iJ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
VG,u7A*Z# 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
