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：
I@uin|X •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
t]6
4= •光栅布局
模拟和后处理分析
jF 6[+bW< 布局layout
n:[LsbTk 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
kYu"`_n} 图1.二维光栅布局
I{7Hz{ t Z]b0T(e 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_) )--+cL Eo Owu-{ 步骤：
bd yIt)tK+ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
\SA$:^zO 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 '_%`0p1 Wafer Dimensions：
y 2@8? Length (mm): 8.5
+f\r?8s Width (mm): 3.0
2KQpmNN _j?/O)M
c 2D wafer properties:
aZL
F sSY Wafer refractive index: Air
c59l/qoz 3 点击 Profiles 与 Materials.
p}
i5z_tS !po29w:S 在“Materials”中加入以下
材料：
)5l9!1j Name: N=1.5
NplkhgSj Refractive index (Re:): 1.5
S*a_ K2ry@haN Name: N=3.14
pd oCV Refractive index (Re:): 3.14
8EAkM*D w ym6 gj#2m 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
H:`[ $
^ Name: ChannelPro_n=3.14
u|8yV.=R 2D profile definition, Material: n=3.14
QW6\~l 4 A!p70km2 Name: ChannelPro_n=1.5
]F1ZeAh5 2D profile definition, Material: n=1.5
]y<<zQ_fhY n##d!d |g 6．画出以下波导结构：
O xr?y8C~ a. Linear waveguide 1
I~NQ t^sg Label: linear1
bId@V[9 Start Horizontal offset: 0.0
'E ~[I"0 Start vertical offset: -0.75
pax;#*QcQ End Horizontal offset: 8.5
a* nx2d End vertical offset: -0.75
e"6!0Py#* Channel Thickness Tapering: Use Default
Zn "1qLPF Width: 1.5
a%)-iL
X8& Depth: 0.0
*8j2i u-| Profile: ChannelPro_n=1.5
l/@t >% 06~ HVv b. Linear waveguide 2
Dl95Vo=1 Label: linear2
:{KoZd Start Horizontal offset: 0.5
,MdK "Qa> Start vertical offset: 0.05
QKtTy>5 End Horizontal offset: 1.0
'}$$ o1R End vertical offset: 0.05
4]3(Vyh` Channel Thickness Tapering: Use Default
A?/(W_Gt^M Width: 0.1
pt+[BF 6P Depth: 0.0
h ?ZxS Profile: ChannelPro_n=3.14
iLD:}yK b{wj4
7.加入水平平面波：
p@+r&Mg%W" Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
ds" q1 Input field Transverse: Rectangular
BV01&.<| X Position: 0.5
&?gvW//L2 Direction: Negative Direction
l gzA) ( Label: InputPlane1
+nT(>RJR 2D Transverse:
/htM/p R Center Position: 4.5
e4/Y/:vFO Half width: 5.0
P85@G
2 Titlitng Angle: 45
f]Q `8nU Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?#0 |A?U 图2.波导结构（未设置周期）
mIX[HDy:V$ .y~vn[q N 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。
Uc?#E $X 将Linear2代码段修改如下:
8Cw+<A* Dim Linear2
\ tx4bV# for m=1 to 8
:7-2^7z) Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
4]18=?r> Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
BHa'`lCb Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
>l3iAy!sZ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
7; e$ sr Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
-@EAL:kY Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=~f\m:Y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
BQfq]ti Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
P 4|p[V8 kg^ VzNX 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。
,_(AiQK 图3.光栅布局通过VB脚本生成
yhpeP .sOEqwO}> 设置仿真参数
^L@2%}6b` 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
i=^ !?
i 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
r$
8 ^K\oF TE simulation
^I CSs]}1 Mesh Delta X: 0.015
;qN ;o SK Mesh Delta Z: 0.015
!\ 6<kQg# Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
x [_SNX" 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
c&GVIrJ Number of Anisotropic PML layers: 15
1R+/T 其它参数保持默认
3~o#1*-> 运行仿真
4Nun-(q • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
0Ky tg\p} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
7H l>UX,| • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
j*' +f~ A Bgvv6(i 远场分析
衍射波
G8t9Lx 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
wJ%;\0 6 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
;[-TsX: 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
rd:WF(] 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)
~E L 3I 图4.远场计算对话框
A 6IrA/b d^(7\lw| 5. 在远场对话框，设置以下参数：
qbsmB8 rh Wavelength: 0.63
.V
Refractive index: 1.5+0i
s ]XZQr% Angle Initial: -90.0
@/,:".
SM Angle Final: 90.0
/2.}m`5 Number of Steps: 721
}nUq=@ej Distance: 100, 000*wavelength
H _0F:e Intensity
"\k| Z ?l9j] 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
YEPQ/Pc 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
~~\C.6c# 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
