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：
CcDi65s •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
H 0 %;t •光栅布局
模拟和后处理分析
I z^lED 布局layout
H.H$5(?O 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
$t1XoL 图1.二维光栅布局
>sfH[b jO5R0^w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$$GmundqB ea\b7a* 步骤：
fc,^H& 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-nsI5\] 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 z}gfH| Wafer Dimensions：
)9PP3" I Length (mm): 8.5
r/ G6O Width (mm): 3.0
n#.~XNbxv 8B|qNf `Yi 2D wafer properties:
Z'@a@Y+ Wafer refractive index: Air
<dd(i 3 点击 Profiles 与 Materials.
b+6%Mu}o \/
9 s< 在“Materials”中加入以下
材料：
Gl@ -R Lo Name: N=1.5
/8s+eHn&% Refractive index (Re:): 1.5
yn;sd+:z < gtqwH] Name: N=3.14
W/?\ 8AE Refractive index (Re:): 3.14
(: TZ~"VY q |r/%[[!o 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
L{i,.aE/nO Name: ChannelPro_n=3.14
kCuIEv@ 2D profile definition, Material: n=3.14
m :sT) sC ^9 Name: ChannelPro_n=1.5
w4"4(SR. 2D profile definition, Material: n=1.5
j) vf I> SFaG`T= 6．画出以下波导结构：
>
]()#z a. Linear waveguide 1
FFvF4]|L Label: linear1
h G8 !aJo Start Horizontal offset: 0.0
< "SOH; w Start vertical offset: -0.75
KK|AXoBf End Horizontal offset: 8.5
13lJq:bM End vertical offset: -0.75
"y5LojdCs Channel Thickness Tapering: Use Default
*w /})Y3^ Width: 1.5
_rmTX.'w Depth: 0.0
P%nN#Qm Profile: ChannelPro_n=1.5
yH:gFEJ:x ([+u U! b. Linear waveguide 2
k M>Bk \ Label: linear2
]'%Z&1 w Start Horizontal offset: 0.5
T*'?;u Start vertical offset: 0.05
[*jvvkAp End Horizontal offset: 1.0
7: cm BkXm End vertical offset: 0.05
E /Ng Channel Thickness Tapering: Use Default
q7!$- Width: 0.1
7w_cKR1; Depth: 0.0
._$tNGI 4 Profile: ChannelPro_n=3.14
ZtFOIb* ,{tK{XpS 7.加入水平平面波：
UF$JVb Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
oU`J~6.&S Input field Transverse: Rectangular
Uql|32j X Position: 0.5
'%} k"&t$i Direction: Negative Direction
h\@\*Xz< v Label: InputPlane1
z(yJ/~m 2D Transverse:
&.ENcEic Center Position: 4.5
{okx*]PIc Half width: 5.0
SMMs XH Titlitng Angle: 45
jEkO #xI Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
R}S@u@mOE 图2.波导结构（未设置周期）
Ew9\Y R} ?df*Y5I2 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。
\*(A1Vk 将Linear2代码段修改如下:
1_aUU,|. Dim Linear2
5R?[My for m=1 to 8
u3Qm"? $` Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!pwY@} oL Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
l[G&=/R@H Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
cKb jW Linear2.SetAttr "Depth", "0"
B]""%&! O Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&ml7368@ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
l4:5(1 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
2^\67@9 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
A5A4*. C bu
j}pEI 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
" G&S`8 图3.光栅布局通过VB脚本生成
a(qij&> ^5:xSQ@: 设置仿真参数
GO|1O|? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
}#0i1]n$D 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
HoTg7/iK TE simulation
G1vg2'A Mesh Delta X: 0.015
WaaF;| ,( Mesh Delta Z: 0.015
R[%Zy Q_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
49gm=XPm 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
lHTW e' Number of Anisotropic PML layers: 15
=F B[<% 其它参数保持默认
e)#O -y 运行仿真
a___SYl
'K • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
5vfzSJ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
S1!X;PP/ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Rfk8trD B jgz} 远场分析
衍射波
TVVr<r 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
re$xeq\1P? 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
9ozK}Cg4 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
q$<M 2 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)
hI^Hqv 图4.远场计算对话框
aR2 Vvo eL vbPE_ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
YEbB 3N Wavelength: 0.63
'pa>;{ Refractive index: 1.5+0i
3>+9Rru Angle Initial: -90.0
=}$YZ uzmU Angle Final: 90.0
G>>`j2 :y Number of Steps: 721
N 9.$--X}D Distance: 100, 000*wavelength
rmzM}T\20 Intensity
&J
<k m QO-R> 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
B*zR/?U^ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$wQkTx 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
