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：
Q GoBu gU •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Sz'H{?" •光栅布局
模拟和后处理分析
XKQ\Ts2<k 布局layout
La 9:qpj 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
aWTvowA 图1.二维光栅布局
'U/X<LCl ["7]EW\!: 用VB脚本定义一个2D光栅布局
cf{rK`Ff^ I/`\>Hk 步骤：
.wvgH i 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
! a!^'2 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 k,0lA#> Wafer Dimensions：
,\^RyHg Length (mm): 8.5
W6Z3UJ- Width (mm): 3.0
1k dQh&~G S #6: ! 2D wafer properties:
9J4g Dw4< Wafer refractive index: Air
l37)
Q 3 点击 Profiles 与 Materials.
1}XESAX;0 [MI ? 在“Materials”中加入以下
材料：
> uy(N Name: N=1.5
>'g>CD! Refractive index (Re:): 1.5
R^+,D y D:}&!\} Name: N=3.14
[ Zj6v a Refractive index (Re:): 3.14
>m'n#=yap 0Ma 3 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
sMHP=2## Name: ChannelPro_n=3.14
oF {u 2D profile definition, Material: n=3.14
4khc*fh g7@.Fa.u'! Name: ChannelPro_n=1.5
ay`A Gr 2D profile definition, Material: n=1.5
-kkp Ew\ </-aG[Fi 6．画出以下波导结构：
B82SAV/O a. Linear waveguide 1
dk[MT'DV Label: linear1
. \}nDT Start Horizontal offset: 0.0
fj:q_P67o Start vertical offset: -0.75
dS Pye z End Horizontal offset: 8.5
W0;MGBfb End vertical offset: -0.75
I6lWB(H!u Channel Thickness Tapering: Use Default
7I;A5f Width: 1.5
1|/-Ff"1@ Depth: 0.0
_4-UM2o; Profile: ChannelPro_n=1.5
u.9syr IEeh9:Km b. Linear waveguide 2
.F^372hH3 Label: linear2
SEXmVFsQ Start Horizontal offset: 0.5
/?_5!3K J Start vertical offset: 0.05
- v & End Horizontal offset: 1.0
r"; ;Fk#5 End vertical offset: 0.05
AoFxh o Channel Thickness Tapering: Use Default
D5$| vv1 Width: 0.1
G^&P'* Depth: 0.0
s~n@|m9k Profile: ChannelPro_n=3.14
v)s;
wD .ovG_O 7.加入水平平面波：
pWOK~=t Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
j7sRmQCl Input field Transverse: Rectangular
X3Yi|dyn T X Position: 0.5
}zy h! Direction: Negative Direction
=kDh: &u% Label: InputPlane1
H tAO9 2D Transverse:
rPUk %S Center Position: 4.5
wS @-EcCB Half width: 5.0
:O/QgGZN$ Titlitng Angle: 45
H}PZJf_E Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
N"-U)d-. 图2.波导结构（未设置周期）
s~g0VNu Y 7 (pl HW| 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。
DTo P|P 将Linear2代码段修改如下:
(Q[(] dfc Dim Linear2
vNSeNS@jxC for m=1 to 8
D]NJ ^.X Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
5h@5.-} Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
L.Tu7+M4 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Kw87 0n< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
|}D5q| d@n Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
kX "*kD Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
fp?cb2'7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
A# Ne 07d Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
YlJ_$Q[ 5\.w\ 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。
/y[zOT6 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>bbvQb +j E@CK.-N| 设置仿真参数
8Bwm+LYr- 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
,KFF[z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/4{IxQk TE simulation
9 ?zi Mesh Delta X: 0.015
>^J Mesh Delta Z: 0.015
$*c!9Etl4 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
>B$J 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
D T[WO_= Number of Anisotropic PML layers: 15
bmI6OIWl 其它参数保持默认
\%Lj !\ 运行仿真
PaZd^0'!Z • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
bBgyLyg • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
qx";G • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
.Zm de*b /amWf^z 远场分析
衍射波
+Y"HbNz 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
S t;@ZV 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
8 Az|SJ< 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
]6@6g>f? 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)
{+jO/ZQu5 图4.远场计算对话框
@Zw[LIQ* e`bP=7`0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
1{ .5X8y1x Wavelength: 0.63
N4$ K { Refractive index: 1.5+0i
o(eh. Angle Initial: -90.0
r j/1AK Angle Final: 90.0
y,Z2`Zmu Number of Steps: 721
CG] /. Distance: 100, 000*wavelength
u xbL oE Intensity
DA^!aJ6iF Mk8k,"RG&Z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Y
lhKP; 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
\JDxN
图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
