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：
8n 73MF
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Y"lxh/l$} •光栅布局
模拟和后处理分析
(Dn-vY' 布局layout
VA thQ< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
S m1bDa\!= 图1.二维光栅布局
_cJ{fYwYU 7<tqT
@c 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c]"B)I1L \W\6m0-x 步骤：
zHU#Jjc_b 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
{&;b0'!Tf 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 cwD0 ~B Wafer Dimensions：
k}O|4*.BT Length (mm): 8.5
Xo*$|9[. Width (mm): 3.0
-'0AV,{Z Hc VPJ uD 2D wafer properties:
ps [6)d)o Wafer refractive index: Air
SB'YV#-- 3 点击 Profiles 与 Materials.
C[KU ~@ 2l SM`cw 在“Materials”中加入以下
材料：
KGWENX_U Name: N=1.5
nn
Refractive index (Re:): 1.5
]q3Kd{B ~pA;j7* Name: N=3.14
p%ZiTrA1&D Refractive index (Re:): 3.14
*~cs8<.!1 F ezW/+D 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9j2I6lGQ Name: ChannelPro_n=3.14
(p?3#|^ 2D profile definition, Material: n=3.14
?|8Tgs@+ bsP ; Name: ChannelPro_n=1.5
7gMtnwT 2D profile definition, Material: n=1.5
tZYI{ m{ `p{ !5 6．画出以下波导结构：
YKg[k:F a. Linear waveguide 1
5p|@ ) Label: linear1
xI4I1"/ Start Horizontal offset: 0.0
GA_`C"mx Start vertical offset: -0.75
tN{t-xUgk End Horizontal offset: 8.5
^0|NmMJ] End vertical offset: -0.75
$.N~AA~0 Channel Thickness Tapering: Use Default
7L+X\oaB Width: 1.5
WDGGT .h G Depth: 0.0
05KoxFO? Profile: ChannelPro_n=1.5
JZ% F mVK 9NK b. Linear waveguide 2
k4$q|x7+% Label: linear2
=[K)<5,@ Start Horizontal offset: 0.5
[/Z'OV"tU Start vertical offset: 0.05
M#cr*% End Horizontal offset: 1.0
^CPfo/! End vertical offset: 0.05
NoO+xLHw8 Channel Thickness Tapering: Use Default
8>{W :?I Width: 0.1
gc@#O#K~h^ Depth: 0.0
z>33O 5U Profile: ChannelPro_n=3.14
3> #mO}\ 1 j12Qn@] 7.加入水平平面波：
@pG lWw9* Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-t 6R!ZI Input field Transverse: Rectangular
paNw5]
-
X Position: 0.5
&@HNz6KO Direction: Negative Direction
Dsj|~J3 Label: InputPlane1
!0 49K!rP{ 2D Transverse:
`MsY gd Center Position: 4.5
qX+gG",8 Half width: 5.0
As+;q NO Titlitng Angle: 45
W/r mm* Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~$4.Mf,u 图2.波导结构（未设置周期）
V`\f+Uu C5+` < 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。
? JgO-. 将Linear2代码段修改如下:
^+as\ Dim Linear2
r)p2'+}pV for m=1 to 8
tP`G]BCbt Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
;}W tJ&y=M Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
*NW QmC ~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
t @(9ga( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
9Yl8n dP^E Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
WBr:|F+~s Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
RM&H!E<# Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
2 {e dW+ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
[v0ri< sm A~SL5h 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。
*
-KJh_ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
G#w^:UL G#e9 $! 设置仿真参数
7}ws
|4Y 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
>gk z4.* 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+Y>"/i.
N TE simulation
2W3NL|P Mesh Delta X: 0.015
_[OF"X2 Mesh Delta Z: 0.015
K`QOU-M@} Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
l'*^$qc 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
><NI'q*cQ Number of Anisotropic PML layers: 15
v 2hZq-q 其它参数保持默认
=db'#m{$ 运行仿真
GilQtd3\ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
M{?zvq?d • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~+O `9 & • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Rx6l|'e 0]AN; 远场分析
衍射波
(O\U /daB 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Fe!D%p Qv 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
#z ON_[+s9 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
GE1i+.+-. 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)
Z_H?WGO 图4.远场计算对话框
; LCTCt` y ND"bF9 5. 在远场对话框，设置以下参数：
=p <?Hu Wavelength: 0.63
{?E<](+0 Refractive index: 1.5+0i
9-0<*)"b> Angle Initial: -90.0
:e*DTVv8 Angle Final: 90.0
d1v<DU>M Number of Steps: 721
*7ZGq(O Distance: 100, 000*wavelength
l)4O . * Intensity
qv[[Q[RK-5 qn B<k,8T 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
N0i!l|G6 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
`@[l\.Vt: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
