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：
d,n 'n •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Y\?"WGL)p •光栅布局
模拟和后处理分析
HqT# $}rv 布局layout
<;Zmjeb+# 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
9e,0\J 图1.二维光栅布局
[}0haTYc4 -fHy -Oh 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Y^EcQzLw 4
VW[E1< 步骤：
SmSH 2m- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
2)HuZda 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数
k5.Lna Wafer Dimensions：
+Kbjzh3<wG Length (mm): 8.5
)"aV* " Width (mm): 3.0
.MoU1n{Yc ]a*d# 2D wafer properties:
w HMX=N1/ Wafer refractive index: Air
'^~{@~ ;%L 3 点击 Profiles 与 Materials.
T&u5ki4NE 4-H+vNG{% 在“Materials”中加入以下
材料：
LR.<&m%~. Name: N=1.5
CSq4x5!_7> Refractive index (Re:): 1.5
)g#T9tx2D *@=/qkaJaI Name: N=3.14
} .m< Refractive index (Re:): 3.14
pm0{R[:T7 JL}_72gs 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
V_}"+&W9 Name: ChannelPro_n=3.14
ywm8N%]v 2D profile definition, Material: n=3.14
%^GfS@t l bl?k5 Name: ChannelPro_n=1.5
=BAW[%1b 2D profile definition, Material: n=1.5
kr:^tbJ ""F5z,' 6．画出以下波导结构：
'UX!*5k<: a. Linear waveguide 1
J({Xg? Label: linear1
lKp"xcAD Start Horizontal offset: 0.0
PB`Y
g Start vertical offset: -0.75
:L@?2), End Horizontal offset: 8.5
q" sed] End vertical offset: -0.75
] i ,{ Channel Thickness Tapering: Use Default
/quc}"__ Width: 1.5
4,gK[ d c Depth: 0.0
O6a<`]F Profile: ChannelPro_n=1.5
?2{Gn-{ V0.vQ/ b. Linear waveguide 2
vB|hZTW Label: linear2
Tc &z: Start Horizontal offset: 0.5
tla
5B_ Start vertical offset: 0.05
sF?TmBQ* End Horizontal offset: 1.0
{e9@- End vertical offset: 0.05
YPK(be_|I Channel Thickness Tapering: Use Default
QP8Ei~ Width: 0.1
A _
N;
Depth: 0.0
;jvBF4Lb> Profile: ChannelPro_n=3.14
]kRfB:4ED {9;CNsd 7.加入水平平面波：
= eXU@B Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
a85$K$b> Input field Transverse: Rectangular
Bsq P?/ X Position: 0.5
vkd.)x`J, Direction: Negative Direction
# 9}D4i.`} Label: InputPlane1
b v r^zH,C 2D Transverse:
9_ rYBX Center Position: 4.5
JG!m c7 Half width: 5.0
8 Pn#+IvCE Titlitng Angle: 45
i6tf2oqO7 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
7>Ouqxh21 图2.波导结构（未设置周期）
foF({4q7b^ $i}y 8nlQ 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。
>WQMqQ^t@ 将Linear2代码段修改如下:
)3Iz (Ql Dim Linear2
[.'| _l for m=1 to 8
2"kL dD Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
N~d ?WD\^ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Ym{tR,g 7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
EQ yC1j Linear2.SetAttr "Depth", "0"
AOWmzu{z w Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
% X+:o ]T Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
[.8BTj1% Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
qL&[K>2z Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
F2 dHH^ V b 4#, 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。
^aMg/.j 图3.光栅布局通过VB脚本生成
9T}pT{~V KL:j?.0 设置仿真参数
I<4Pur>" 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
!M]uL&: 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
q J= ~Y|( TE simulation
5k3n\sqZA Mesh Delta X: 0.015
be{H$9' Mesh Delta Z: 0.015
HU }7z K2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
F/bT)QT<f 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
z8~NZ;A Number of Anisotropic PML layers: 15
./k/KSR 其它参数保持默认
k\YG^I 运行仿真
`PdQX.wN • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
w d^': • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
MS>Ge0P("~ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
u\x}8pn KB,j7
~V 远场分析
衍射波
V _/%b)* 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Un(aW=PQ0 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
/y#f3r+*2 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
e7r -R3_ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
g^2OkV( 图4.远场计算对话框
}6 }l7x #$+*; 5. 在远场对话框，设置以下参数：
gQelD6 c Wavelength: 0.63
du lI&_x Refractive index: 1.5+0i
A*R^n}sh Angle Initial: -90.0
e&F8m%t Angle Final: 90.0
He/ 8=$c% Number of Steps: 721
>,Ci?[pf Distance: 100, 000*wavelength
N1S{ suic Intensity
u R4 z &y ks qQM 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
C8:f_mJU 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Lpz>>} 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
