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：
),o=~,v: •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
DjZTr}% q •光栅布局
模拟和后处理分析
f/kYm\Zc 布局layout
.ezko\nU 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
u3 +]3!BQ 图1.二维光栅布局
HA$7Q~{N-t otdv;xI9 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Q^Vch(`&P : @gW3' 步骤：
INCanE`+ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Mu" vj*F 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 H11@ DQ6 Wafer Dimensions：
frQ=BV5%6 Length (mm): 8.5
|e+r~).4B Width (mm): 3.0
{poT A+ i ]]u_Mdk 2D wafer properties:
,F'y :px Wafer refractive index: Air
*xeJ4h 3 点击 Profiles 与 Materials.
# 5{lOeN K(NP%: 在“Materials”中加入以下
材料：
|jWA > S Name: N=1.5
m KKa0" Refractive index (Re:): 1.5
ye
{y[$#3 Qc
1mR\.5 Name: N=3.14
s,la Jf Refractive index (Re:): 3.14
!cO<N~0*5x 1
!.P H 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/ PBK:B Name: ChannelPro_n=3.14
b3=XWzK5 2D profile definition, Material: n=3.14
U|+`Eth8( C0>)WVCK Name: ChannelPro_n=1.5
Hc0V4NHCaL 2D profile definition, Material: n=1.5
+b dnTV6 ~4 S6c=: 6．画出以下波导结构：
5B{Eg? a. Linear waveguide 1
Nc(A5* Label: linear1
.KYDYdoS' Start Horizontal offset: 0.0
gF M~M( Start vertical offset: -0.75
MLm k=&d End Horizontal offset: 8.5
H[/^&1P End vertical offset: -0.75
9\r5&#<(I Channel Thickness Tapering: Use Default
0M}Ql5+h, Width: 1.5
rN~V^k Depth: 0.0
?zXl Lud8 Profile: ChannelPro_n=1.5
aTLr%D:Ka 4 Gh% PUV# b. Linear waveguide 2
)B^T7{ Label: linear2
y= 1(o3( Start Horizontal offset: 0.5
BQ~\ p\ Start vertical offset: 0.05
Nu; 9 End Horizontal offset: 1.0
cn
;2& End vertical offset: 0.05
\FIOFbwe Channel Thickness Tapering: Use Default
I]~UOl Width: 0.1
I"jub
kI=Z Depth: 0.0
Wc/B_F?2 Profile: ChannelPro_n=3.14
I \6^]pi, ]@ms jz' 7.加入水平平面波：
];Bk|xJ/> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
QJH~YV\% Input field Transverse: Rectangular
gn${@y ? X Position: 0.5
74~ %4 Direction: Negative Direction
,Ct1)%
Label: InputPlane1
sGJZG 2D Transverse:
T!H }^v Center Position: 4.5
s9?H#^Y5u Half width: 5.0
eOd'i{f@F Titlitng Angle: 45
Ar$ Am Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
u,Cf4H*xS 图2.波导结构（未设置周期）
14Jkr)N K~\Ocl 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。
@(e/Y/ 将Linear2代码段修改如下:
$,7Y o
nc Dim Linear2
`c_Wk] i for m=1 to 8
flU?6\_UC Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
WNV}@ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Qnv)\M1 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
h\ OMWJ~ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
qmGLc~M0 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
"[\TL#/ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
*f+D V[DF Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+ C[%^G-: Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
$%3%&+z$I e:WK b9nT 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。
;ywUl`d 图3.光栅布局通过VB脚本生成
J?bx<$C@ <8 25?W| 设置仿真参数
eq$.np 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
rTtxmw0 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
=E-V-?N\ TE simulation
[#C(^J*@c Mesh Delta X: 0.015
@L 5s.]vg= Mesh Delta Z: 0.015
HO9w"){d$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
< /jTWc'} 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
IpI|G!Y, Number of Anisotropic PML layers: 15
2umgF 其它参数保持默认
3 etW4 运行仿真
!"Qv V6Lq\ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
tx||<8 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
mvt%3zCB! • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Ex}hk! # Q61c 远场分析
衍射波
F>[T)t{m= 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
AqucP@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
K0] 42K 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
m e&'BQ 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)
C{U"Nsu+1 图4.远场计算对话框
FkY <I]F (E]q>'X 5. 在远场对话框，设置以下参数：
pt=H?{06 Wavelength: 0.63
^s?=$&8f![ Refractive index: 1.5+0i
.V`N^ H:l Angle Initial: -90.0
X Mw*4j2E Angle Final: 90.0
{E$smX Number of Steps: 721
BDz 7$k] Distance: 100, 000*wavelength
\d}>@ @U& Intensity
I7e.p m c Mp#_\B 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
/K\]zPq 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
G EUC<bL+ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
