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：
/V&Y@j •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
h.*|4; •光栅布局
模拟和后处理分析
a0R]hENC 布局layout
8{C3ijR 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
|Bp?"8%*l 图1.二维光栅布局
*M:Bhw ;QYK {3R? 用VB脚本定义一个2D光栅布局
9=|5-? ^ \IKr+wlN8 步骤：
q`P:PRgM 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Zu,f&smb 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [ C$ 0HW Wafer Dimensions：
,P}c92; Length (mm): 8.5
a;K:~R+@, Width (mm): 3.0
*q
RQN+% |NI0zd 2D wafer properties:
S~T[*Z/m Wafer refractive index: Air
l _:%?4MA 3 点击 Profiles 与 Materials.
{8' 5 fOVRtSls 在“Materials”中加入以下
材料：
iQKfx#kt Name: N=1.5
nB.p}k Refractive index (Re:): 1.5
U&6f}=v C cQ`,:t#[ Name: N=3.14
AF@ C9s Refractive index (Re:): 3.14
am}zOr\ >97N
$ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
.qZ< ROZ Name: ChannelPro_n=3.14
<W pz\U 2D profile definition, Material: n=3.14
W h,kJis< CVm*Q[5s" Name: ChannelPro_n=1.5
|s:!LU&OL\ 2D profile definition, Material: n=1.5
"P6MLf1 _#+i;$cO-X 6．画出以下波导结构：
sdb#K?l a. Linear waveguide 1
p s2C8;zT Label: linear1
n3( HA Start Horizontal offset: 0.0
2h=RNU| Start vertical offset: -0.75
L,i-T:Z~= End Horizontal offset: 8.5
0^+W"O End vertical offset: -0.75
Jps!,Mflc Channel Thickness Tapering: Use Default
FQ5# v{ Width: 1.5
\?j(U8mB> Depth: 0.0
e*tOXXY1 Profile: ChannelPro_n=1.5
v[m>;Ubg& PYZ 8@G b. Linear waveguide 2
H_{Yr+p Label: linear2
Q-\: u ~ Start Horizontal offset: 0.5
1peN@Yk2W Start vertical offset: 0.05
)lZb =t End Horizontal offset: 1.0
WDcjj1`l
End vertical offset: 0.05
t4h* re+ Channel Thickness Tapering: Use Default
FGC[yz 1g: Width: 0.1
5lT lZRH1 Depth: 0.0
G]{)yZ'} Profile: ChannelPro_n=3.14
n}"MF>zDK e. [h 7.加入水平平面波：
zR%#Q_ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r_QWt1K Input field Transverse: Rectangular
c 5JxK U_ X Position: 0.5
kp[Jl0K5 Direction: Negative Direction
+7=3[K Label: InputPlane1
.A E(D7d6 2D Transverse:
C[75 !F Center Position: 4.5
3o h(d. Z Half width: 5.0
xu3qX" Titlitng Angle: 45
s\@!J.Da Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
xT%CY(:9X 图2.波导结构（未设置周期）
+BE SO _o;alt 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
KyjN' F$ 将Linear2代码段修改如下:
'2eggX% Dim Linear2
I'JFt>] for m=1 to 8
4v; /"4)' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
WHL@]^E@m Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
*t63c.S Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
:V&#Oo Linear2.SetAttr "Depth", "0"
.RdnJ& K* Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
%k9GoX_ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Ay[6r UO Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[5H #ay Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
bO9X;} \6 uT_bA0jK 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。
&4LrV+`$V 图3.光栅布局通过VB脚本生成
{q:6;yzxl v 81<K*w`P 设置仿真参数
NO QM:tBO> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
F&^u1RYz 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+d<o2n4! TE simulation
WOh?/F[@u Mesh Delta X: 0.015
G22u+ua Mesh Delta Z: 0.015
F.4xi+S_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
^)TZHc2a[ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
NbH;@ R)L Number of Anisotropic PML layers: 15
k*J0K=U| 其它参数保持默认
r3'0{Nn+ 运行仿真
V3
2 F • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
12.|E d*72 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
)
}(Po_ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
`ml _vm ~yKId 远场分析
衍射波
b-,4< H8m 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
f]Xh7m(Gh 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
\C x2$<8 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
';Y0qitGB 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)
+xp) la. 图4.远场计算对话框
<m'W{n% Pp ;r y~x:7L7 5. 在远场对话框，设置以下参数：
jBb:) Wavelength: 0.63
G
.NGS%v Refractive index: 1.5+0i
]V^ >aUlj Angle Initial: -90.0
~m3Q^ue Angle Final: 90.0
n86LU Sj5 Number of Steps: 721
4}`z^P<C Distance: 100, 000*wavelength
50 8v:?^' Intensity
L xP%o 7v't# = 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
{\ hjKP 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
h/k00hD60 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
