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：
: &] %E/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
) Ez=#dIq •光栅布局
模拟和后处理分析
J_tJj8 布局layout
[ 69aTl>/ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Y,9("'bo 图1.二维光栅布局
7 @ZL(G &p*N8S8 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$W)FpN;CW/ /[mCK3_ 步骤：
(jXgJ" m 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/bVI' fT 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |h;MA,qva Wafer Dimensions：
F4@h} T5) Length (mm): 8.5
umj7-fh Width (mm): 3.0
Yq .Om r! nBQG.3 2D wafer properties:
~ohW9Z1 Wafer refractive index: Air
x; N?'"GP 3 点击 Profiles 与 Materials.
NLj0\Pz|B E~24b0<7 在“Materials”中加入以下
材料：
St?vd+(> Name: N=1.5
6oC( 09 Refractive index (Re:): 1.5
UJQ!~ g.y] j1g^Q$B>m Name: N=3.14
V'_^g7}l& Refractive index (Re:): 3.14
4aGHks8Z,\ +Q{ jV^IT9 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[scPs,5Y Name: ChannelPro_n=3.14
K[sfsWQ. 2D profile definition, Material: n=3.14
(FBK P#x)^ :Y "f .> Name: ChannelPro_n=1.5
xi-^_I 2D profile definition, Material: n=1.5
YoXXelO&
4bmpMF- 6．画出以下波导结构：
z\v\T|C a. Linear waveguide 1
4Vt Y R Label: linear1
Y40{v(Pi Start Horizontal offset: 0.0
P
/Js!e<\ Start vertical offset: -0.75
G.9?ApG9 End Horizontal offset: 8.5
.L8 S_Mz End vertical offset: -0.75
{&3n{XrF( Channel Thickness Tapering: Use Default
DBOz<| Width: 1.5
)@Ly{cw Depth: 0.0
z[vMO% Profile: ChannelPro_n=1.5
Rj-<tR{ :?&N/ 7 b. Linear waveguide 2
cU+/I>V Label: linear2
%c[by Start Horizontal offset: 0.5
~v2_vEu}JX Start vertical offset: 0.05
b d9]' End Horizontal offset: 1.0
^>[Z~G($ End vertical offset: 0.05
@>JO &,od Channel Thickness Tapering: Use Default
v50=D/&w Width: 0.1
i_V~SC` Depth: 0.0
<s
$~h Profile: ChannelPro_n=3.14
2 rne=L .0nL; o 7.加入水平平面波：
\acjv|] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:o=[Zp~B4d Input field Transverse: Rectangular
3nxJ`W5j X Position: 0.5
[CJ&Yz Ji Direction: Negative Direction
OLl NCb#t Label: InputPlane1
|0dmdrKD 2D Transverse:
{3'z} q Center Position: 4.5
kE =}. Half width: 5.0
<$ _B J2Z Titlitng Angle: 45
2\W[ ItxL0 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
nxCwg> 图2.波导结构（未设置周期）
y$7<ZBG Td}#o!4! 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
rE EWCt 将Linear2代码段修改如下:
lQY?!oj&q Dim Linear2
Zn| vT&:Hg for m=1 to 8
q@H?ohIH Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
"^yTH /m Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Y;4nIWe
JL Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
._Wm%'uX Linear2.SetAttr "Depth", "0"
+-1t]`9k4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
I HgYgn Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Q
>] v?4 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
H0_hQ:K Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
E$T)N U\ W/OZ}ky}^ 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。
9U^jsb<St> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
P 'xq+ Q weYP^>gH' 设置仿真参数
G BV]7. 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
ggIz) </ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
7g[T#B'/x, TE simulation
8lh { R Mesh Delta X: 0.015
|]w0ytL>(2 Mesh Delta Z: 0.015
.A//Q|ot! Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
I6ffp!^}Y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
*2Il{KO A^ Number of Anisotropic PML layers: 15
17
Hdj 其它参数保持默认
J L=MlZ 运行仿真
c%n[v3] • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
: $lx] • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9X/c%:)\= • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
< {$zOF} Xkk m~sM6 远场分析
衍射波
v `9IS+Z 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"9:1>Gr{G 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
OB
FG!.) 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
iqW
T<WY 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)
Ew~piuj 图4.远场计算对话框
s>~ h<B ' !>t( Sa 5. 在远场对话框，设置以下参数：
pj4M|'F7 Wavelength: 0.63
I"eXoq h Refractive index: 1.5+0i
icLf; @ Angle Initial: -90.0
,#@B3~giC Angle Final: 90.0
sN.h>bd Number of Steps: 721
)o-r g
Distance: 100, 000*wavelength
I'%vN^e^ Intensity
Gqvj 481J=8H 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
t&MJSFkiA 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
|}P4Gr}6 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
