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：
/1?{,Das= •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
, 4@C % •光栅布局
模拟和后处理分析
VoNk.h" T 布局layout
2\G[U#~bi 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
bl4I4 RB 图1.二维光栅布局
eyG[1EEU ;:P} s4p 用VB脚本定义一个2D光栅布局
+3?.Vb%jY ~oeX0l>F 步骤：
2z9N/ SyN 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
f&C]}P 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 v8K4u) Wafer Dimensions：
}Hb_8P Length (mm): 8.5
M[^EHa<i Width (mm): 3.0
OdtS5:L *NQsD C.J^ 2D wafer properties:
'.#3h$d Wafer refractive index: Air
d>x(Bj6 3 点击 Profiles 与 Materials.
Z%7X" w 6KKQ)D Nu_ 在“Materials”中加入以下
材料：
~uEI} z Name: N=1.5
X/23 /_~L` Refractive index (Re:): 1.5
l1]'3]P( UsdUMt!u Name: N=3.14
)Z63 cr/ Refractive index (Re:): 3.14
VPOp#;"% gdG#;T' 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
d6~ d)E Name: ChannelPro_n=3.14
Z^GXKOeq 2D profile definition, Material: n=3.14
#v:A-u ]}n X$xy Name: ChannelPro_n=1.5
(h% xqXs 2D profile definition, Material: n=1.5
B-tLRLWn OZE.T - { 6．画出以下波导结构：
#,rP1#? a. Linear waveguide 1
K2-nP2Go? Label: linear1
Hu$JCB-% Start Horizontal offset: 0.0
; Dc\[r Start vertical offset: -0.75
y?8V'.f| End Horizontal offset: 8.5
!24g_R[3" End vertical offset: -0.75
FO?I}G22 Channel Thickness Tapering: Use Default
|@* Width: 1.5
Kg#s<# h Depth: 0.0
@v n% Profile: ChannelPro_n=1.5
YPS,[F'B. WvWZzlw b. Linear waveguide 2
5
OF*PBZ Label: linear2
n_-k <3 Start Horizontal offset: 0.5
^uIKwql
Start vertical offset: 0.05
6>- Gi End Horizontal offset: 1.0
H9rZWc"* End vertical offset: 0.05
~,reS:9RZ Channel Thickness Tapering: Use Default
tq5o Width: 0.1
8 Nxyc>8K~ Depth: 0.0
QlWkK.<Z3_ Profile: ChannelPro_n=3.14
_tVrLb7`s }#9 |au` 7.加入水平平面波：
LX iis)1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
*Y- rEF > Input field Transverse: Rectangular
D[CEg2$y X Position: 0.5
vKNxL^x Direction: Negative Direction
9NcC.}#-5 Label: InputPlane1
e+P | PW 2D Transverse:
, v*<yz/ Center Position: 4.5
i+B tz- Half width: 5.0
R3} Z" Titlitng Angle: 45
y{1|@?ii Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
)z2hyGX 图2.波导结构（未设置周期）
AC/8 2$ YM]ZL,8 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。
3 Ho<4_I, 将Linear2代码段修改如下:
sBD\;\I Dim Linear2
e+>& ?
x for m=1 to 8
IDr$Vu4LCW Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^)|1T#Tz Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
9{V54ue; Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
B%d2 tsDw Linear2.SetAttr "Depth", "0"
WXC}Ie Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
~",,&>#[K Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-QUvd1S40 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
eA(c{ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
G r?[s'Ze 0q
^ dpM 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。
S H5G 图3.光栅布局通过VB脚本生成
O;*.dR y-c2tF@'v 设置仿真参数
,:QDl 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
q^hL[:ms# 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
.\> I- TE simulation
]o ]*&[ C Mesh Delta X: 0.015
:h+gSvn: Mesh Delta Z: 0.015
Y SE6PG Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
X4R+Frt8 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
/)` kYD6 Number of Anisotropic PML layers: 15
C, xM) V^a 其它参数保持默认
LGm>x 运行仿真
$}/ !mXI5 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
(f jAsbT • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*X K9-%3 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Z) zWfv} cR1dGNcp/@ 远场分析
衍射波
*SX'Or, 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
=U5lPsiv,3 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
zW_V)U Ne 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
siHS@S 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)
ec4jiE 图4.远场计算对话框
lr[a~ca\ ;y7V-sf 5. 在远场对话框，设置以下参数：
b&;1b<BwD Wavelength: 0.63
zOpl#%" Refractive index: 1.5+0i
$ GyO+xF Angle Initial: -90.0
-T4{PM Angle Final: 90.0
$C UmRi{T Number of Steps: 721
:Gh*
d) Distance: 100, 000*wavelength
:4 "SJ Intensity
yWACI aj 0(|BQ'4~H 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
L)'JkX J 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
dF{3 ~0+, 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
