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：
bo/!u
s# •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
c&W.slE6 •光栅布局
模拟和后处理分析
6?x{-Zj ^? 布局layout
lR3^&d72? 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
S.4YC> E 图1.二维光栅布局
uk/+
i`= V2* |j8| 用VB脚本定义一个2D光栅布局
<plR<iI. =KD*+.'\/ 步骤：
( 6^k;j 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-$ft `Ih 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 zQ _[wM- Wafer Dimensions：
\ +A<s,x Length (mm): 8.5
9\0 K%LL Width (mm): 3.0
&fj?hYAj *0zH5c 2D wafer properties:
e) (| Wafer refractive index: Air
D/`E!6Fk= 3 点击 Profiles 与 Materials.
'$^ F. 2 :*nBo 在“Materials”中加入以下
材料：
H)+kN'J Name: N=1.5
)5OU!c Refractive index (Re:): 1.5
I]$d,N!. 3?(p ; Name: N=3.14
?{IvA: Refractive index (Re:): 3.14
/)| y+<E]} jG :R\D}0 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
m~B=C>r}t Name: ChannelPro_n=3.14
=*U24B*U93 2D profile definition, Material: n=3.14
PSE| 4{' Q7 %#3ML Name: ChannelPro_n=1.5
;~;St>?\R\ 2D profile definition, Material: n=1.5
hj1 jY l[| e3< H 6．画出以下波导结构：
DV" ri a. Linear waveguide 1
^)pY2t<^ Label: linear1
d(Ou\7 Start Horizontal offset: 0.0
YR.'JF`C Start vertical offset: -0.75
uoHhp 4>^ End Horizontal offset: 8.5
q Q8l8 End vertical offset: -0.75
bb/MnhB Channel Thickness Tapering: Use Default
r&DK> H Width: 1.5
+rY0/T_0, Depth: 0.0
{`Z)'G\` Profile: ChannelPro_n=1.5
M(jH"u&f w (-n1oSo b. Linear waveguide 2
G#v7-&Yl6 Label: linear2
6f>HE'N Start Horizontal offset: 0.5
?J ?!%Mw Start vertical offset: 0.05
<,C})H? End Horizontal offset: 1.0
0=DawJ9 End vertical offset: 0.05
7 '/&mX> Channel Thickness Tapering: Use Default
iH=@``Z Width: 0.1
Oa
.%n9ec Depth: 0.0
/K<Nlxcm Profile: ChannelPro_n=3.14
,Pm/ci( s W~FA9Jd' Z 7.加入水平平面波：
^D |c Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
jw[`\h}8 Input field Transverse: Rectangular
~s_$a8 X Position: 0.5
op C11c/ Direction: Negative Direction
NM Ajt>t Label: InputPlane1
91XHz14 2D Transverse:
9Ba<'wk/>" Center Position: 4.5
Z}wAh|N- Half width: 5.0
8ic_|hfY Titlitng Angle: 45
oH0 \6:S Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
* ?+!(E 图2.波导结构（未设置周期）
=Yk$Q\c ez>@' yhK 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
m}(DJ?qP 将Linear2代码段修改如下:
fZO /HzX Dim Linear2
@:I/lg=Qd for m=1 to 8
?6bE!36 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
s>X;m.< Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
n6}1{\ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
9P$'ON'" Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%XeU4yg\e Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
3a 0C<hW Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
7>L hXC Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
v oxlo>: Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
lzuZv$K :\Z0 ^{ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
"<WS Es 图3.光栅布局通过VB脚本生成
|D~MS`~qd5 d?mdw
?| 设置仿真参数
N\?iU8w= 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
#C`!yU6( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Yq_zlxd%F TE simulation
/Kvb$]F+! Mesh Delta X: 0.015
:<W 8uDAs Mesh Delta Z: 0.015
itU01 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
u$"5SGI6 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
/%7eo?@, Number of Anisotropic PML layers: 15
u=[oo @Rk` 其它参数保持默认
W A/\ x 运行仿真
L{ -w9(S`i • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
^cNP ?7g7 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
dXj.e4,m • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
/d4xHt5a 4$^=1a x 远场分析
衍射波
L 0Cf@~k 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
kLhtkuS4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
TwN8|ibVmP 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
|F<aw?% 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)
S XL6)pX 图4.远场计算对话框
K^S#?T|[9 Fi#t88+1 5. 在远场对话框，设置以下参数：
f
{
ueI< Wavelength: 0.63
2I7P}= Refractive index: 1.5+0i
|z~?"F6 Y< Angle Initial: -90.0
2g$ Wv :E3 Angle Final: 90.0
NXx}KF c Number of Steps: 721
JeA}d Distance: 100, 000*wavelength
rcK*",> Intensity
ZBGI_9wZ <3qbgn>}b 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
{1Qwwhov 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
P7o6B,9 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
