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：
B)!ty " •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
8k.< xWDU •光栅布局
模拟和后处理分析
q2SlK8`QJ 布局layout
IH2V .>h 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
qcWY8sYf 图1.二维光栅布局
+x L*`fn 4lCEzWo[/ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
*i`t4N
A 9^4BqAWYrV 步骤：
VMZUJ2Yj/& 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
zxD~W"R:s 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 d~hN`ff Wafer Dimensions：
B )v|A Length (mm): 8.5
9$~a&lXO5 Width (mm): 3.0
P # PRzt /%F}vW (! 2D wafer properties:
g##yR/L Wafer refractive index: Air
x 8_ nLZ 3 点击 Profiles 与 Materials.
*mVQN1 2d60o~ E 在“Materials”中加入以下
材料：
Sy0-tK 4 Name: N=1.5
aS
$ J ` Refractive index (Re:): 1.5
pPD }>q (\zxiK Name: N=3.14
EjF2mkA* Refractive index (Re:): 3.14
C"
2K U* 6eB2mcV 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
m zGMYi* Name: ChannelPro_n=3.14
W{l{O1, 2D profile definition, Material: n=3.14
<aR sogu"P -(Fhj Ir Name: ChannelPro_n=1.5
RF|r@/S 2D profile definition, Material: n=1.5
ahmxbv3f=5 >U9JbkeF 6．画出以下波导结构：
:G8:b. a. Linear waveguide 1
|!?lwBs4 Label: linear1
#* ~3gMI{= Start Horizontal offset: 0.0
]*&`J4i Start vertical offset: -0.75
86f8b{_e" End Horizontal offset: 8.5
t}X+P`Ovq End vertical offset: -0.75
mr[+\
5 Channel Thickness Tapering: Use Default
} Nc Ed ; Width: 1.5
Co^^rd@ Depth: 0.0
TOge!Q>a Profile: ChannelPro_n=1.5
C(J +tbk ZP(T=Q b. Linear waveguide 2
F5s`AjU Label: linear2
M/5 +AsT Start Horizontal offset: 0.5
\T:*tg U Start vertical offset: 0.05
&0k`=?v$ End Horizontal offset: 1.0
yLY$1#Sa End vertical offset: 0.05
f p A%:V Channel Thickness Tapering: Use Default
FE4P
EBXvu Width: 0.1
]q":ta!f Depth: 0.0
ph~ d%/^jI Profile: ChannelPro_n=3.14
4SNDKFw zk^uS # 7.加入水平平面波：
?C`&*+ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
D6vhW:t8? Input field Transverse: Rectangular
ZQI;b0C X Position: 0.5
n qC @dHP Direction: Negative Direction
Lz: Q6 Label: InputPlane1
0wpGIT!2 2D Transverse:
]x 1o (~ Center Position: 4.5
tpj6AMO/`d Half width: 5.0
8k9q@FSln Titlitng Angle: 45
i~i
?M) Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
pp1kcrE\M 图2.波导结构（未设置周期）
pdq5EUdS Gg# 1k TK 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。
I2^@>/p8\( 将Linear2代码段修改如下:
t+t D Dim Linear2
\L:+k ` for m=1 to 8
SG{&2G Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
du>d ? Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
|576 ) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
W@p 27Tiq Linear2.SetAttr "Depth", "0"
3,dIW*<** Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
R d|M) Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
FC
q&- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
a? ]~Sw"@ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
()ZP =\L )F3> 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。
\o<&s{ 6L 图3.光栅布局通过VB脚本生成
z"$huE>P6 ,c6c =di 设置仿真参数
30<3DA_P 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
z:W|GDD1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+BgUnu26 TE simulation
' )~G2Ys Mesh Delta X: 0.015
`^'0__<M Mesh Delta Z: 0.015
@ev8"JZ1 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(P|k$S?m 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
D22jWm2 Number of Anisotropic PML layers: 15
A(T= 其它参数保持默认
m.&"D>
\t 运行仿真
Sp./*h\} • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
J"?jaa2~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~ea&1+Z[3 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
w|(
ix;pK o)sX?IiC 远场分析
衍射波
M|IgG:a;T 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
<hB~|a<# 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
~4=XYYcka 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
mt ]50}eK 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)
$&KiN8 2, 图4.远场计算对话框
PmlQW!gfBi 6T-i BJT 5. 在远场对话框，设置以下参数：
TSKR~3D# Wavelength: 0.63
a8cX {6 Refractive index: 1.5+0i
6 '\VPjt Angle Initial: -90.0
,. TwM;w= Angle Final: 90.0
=g<Y[Fi2 Number of Steps: 721
^^kL.C Ym Distance: 100, 000*wavelength
Q|tzA10E
Intensity
aB)G!Rm& a~A"u LBR 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'$y.`/$ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
w(UZmZb} 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
