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：
-nG wuEngP •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
(JU_8 j! •光栅布局
模拟和后处理分析
/4-} k 布局layout
AI~9m-,mE 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
>fg4x+0 % 图1.二维光栅布局
- )6 ;0 %i3{TL 用VB脚本定义一个2D光栅布局
uR^. 7dHIW!OA 步骤：
w#<p^CS 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
@ge
LW! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 H@4/#V|Uy Wafer Dimensions：
i3d y Length (mm): 8.5
PK}vh% Width (mm): 3.0
N;g$)zCV1 9 R 2D wafer properties:
K DBY9`08 Wafer refractive index: Air
V p H|R 3 点击 Profiles 与 Materials.
+nzTxpcP@K 4@mso+tk 在“Materials”中加入以下
材料：
([tG y Name: N=1.5
E$R _rX4x Refractive index (Re:): 1.5
Wxc^_iqA1 p&uCp7]U Name: N=3.14
q#|r Refractive index (Re:): 3.14
M_; w %FV hR LKb} 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9ClF <5?M Name: ChannelPro_n=3.14
58PKx5`D 2D profile definition, Material: n=3.14
H<XlUCr_~+ uD[^K1Ag]^ Name: ChannelPro_n=1.5
YLigP"*~^ 2D profile definition, Material: n=1.5
3r` <(%\ .X ^43
q 6．画出以下波导结构：
&#Wkww&Y a. Linear waveguide 1
(qbc;gBy Label: linear1
-? Ejbko Start Horizontal offset: 0.0
5c)<'EP Start vertical offset: -0.75
M orW\7-} End Horizontal offset: 8.5
"d2LyQy End vertical offset: -0.75
j 37: Channel Thickness Tapering: Use Default
I0(8Z]x Width: 1.5
zaBG= Depth: 0.0
xp(mB7;: Profile: ChannelPro_n=1.5
;NBT 4 OK.-]()! b. Linear waveguide 2
l =,.iv=W Label: linear2
;}f6Y['z Start Horizontal offset: 0.5
zQn//7#-G Start vertical offset: 0.05
BjN{@ aEO End Horizontal offset: 1.0
jX tLo,km End vertical offset: 0.05
uV!MW= ) Channel Thickness Tapering: Use Default
ea>[BB3# Width: 0.1
vmMV n-\# Depth: 0.0
#c :9 V2 Profile: ChannelPro_n=3.14
|fx#KNPf] wqf& i^_ 7.加入水平平面波：
ynx WQ%d(` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
%@o&*pF^, Input field Transverse: Rectangular
aK!xRnY X Position: 0.5
[rc'/@L Direction: Negative Direction
A7.JFf> Label: InputPlane1
cK/PQsMP 2D Transverse:
*T J< Center Position: 4.5
F W/)uf3I Half width: 5.0
9*f2 b.Aj Titlitng Angle: 45
7G?I a%u Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
)ynA:LXx 图2.波导结构（未设置周期）
#DrZ`Aq ?! R %o 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。
G[vUOEU ~O 将Linear2代码段修改如下:
^GrNfB[Qu Dim Linear2
%}\ vW for m=1 to 8
%+D-y+hn Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
ZW ov_ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
</8be=e7p Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
#*[,woNk Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}rFTh I Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
>aX:gN Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-, [~~ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
4S^ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
buc,M@> PXOq# 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。
q#l. A?rK\ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
k\Yu5) \,$r,6-g 设置仿真参数
;G i I'M 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
3- 4Nad 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
WT; .>F TE simulation
u Eu6f Mesh Delta X: 0.015
+#^sy> Mesh Delta Z: 0.015
0F-mROC=F Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
V]+o)A$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
tU8g(ep,o Number of Anisotropic PML layers: 15
Z $ p^v*y 其它参数保持默认
de*,MkZN 运行仿真
;a#}fX • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Xi 1q]ps • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
';i"?D?NAk • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6RR4L^(m rTN"SQt 远场分析
衍射波
< \qY " .` 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y*]l|)a6_] 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
cq+nWHqF{J 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
NN31?wt 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)
dq IZ#;:g 图4.远场计算对话框
dj 8F6\ ~}hba3&b;# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
:V u7,o Wavelength: 0.63
}rFsU\]:q Refractive index: 1.5+0i
KZ367&>b7 Angle Initial: -90.0
D5o+ 0R Angle Final: 90.0
G2U5[\ Number of Steps: 721
~(Ih~/5\^ Distance: 100, 000*wavelength
8=ukS_?Vy Intensity
==PQ-Ia 6 qz!M 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
?qq!%4mTB 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
jQH 5$ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
