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：
fASklcQ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
m>Wt'C c •光栅布局
模拟和后处理分析
f
] *w1 布局layout
; s,1/ kA 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
$ xW9)) 图1.二维光栅布局
l1zPL3"u_^ /
P@P1l|I 用VB脚本定义一个2D光栅布局
<P1n fH -ioO 8D&! 步骤：
1 sza\pR< 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/|U;_F Pmc 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 )Mq4p'*A[ Wafer Dimensions：
"n3n-Y#' Length (mm): 8.5
"8a
V~]~Dj Width (mm): 3.0
T#rUbi>"" R|Bi%q|4P 2D wafer properties:
){/n7*#Th% Wafer refractive index: Air
]gHrqi% 3 点击 Profiles 与 Materials.
'`}D+IQ(j wIRU!lIF9 在“Materials”中加入以下
材料：
$ R ze[3 Name: N=1.5
zz3{+1w] Refractive index (Re:): 1.5
9ox5,7ZQ |o eg'T Name: N=3.14
I@N/Y{y# Refractive index (Re:): 3.14
-"Kjn `8 qtVgjT2#H 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
&gV9h>Kc# Name: ChannelPro_n=3.14
[ D|Uwq 2D profile definition, Material: n=3.14
# .&t'"u )sIzB C Name: ChannelPro_n=1.5
.gNJY7`b 2D profile definition, Material: n=1.5
;YokP iBy }}Q h_( 6．画出以下波导结构：
@pvQci a. Linear waveguide 1
f
4K) Z
e Label: linear1
BThrv$D} Start Horizontal offset: 0.0
#( 4)ps. Start vertical offset: -0.75
to G- Dz& End Horizontal offset: 8.5
\o,et9zDJ3 End vertical offset: -0.75
'u PI~l`g Channel Thickness Tapering: Use Default
vG}\Amx+ Width: 1.5
4nd)* 0{ f Depth: 0.0
h{]0
H'g Profile: ChannelPro_n=1.5
Nsy>qa7 _B 4 N2t$ b. Linear waveguide 2
0 n{+ _
Label: linear2
9Z2aFW9 Start Horizontal offset: 0.5
sN[<{;K4 Start vertical offset: 0.05
vKbGG End Horizontal offset: 1.0
5?#AS#TD' End vertical offset: 0.05
,mp ^t2 Channel Thickness Tapering: Use Default
0* OK]`9 Width: 0.1
l>Zp#+I- Depth: 0.0
I*+*Wf Profile: ChannelPro_n=3.14
jfR!M07| ac43d`wpK 7.加入水平平面波：
8( 6mH'^y Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
%[?{H} y Input field Transverse: Rectangular
*q1sM#;5 X Position: 0.5
7B gA+Fz Direction: Negative Direction
tdi}P/x Label: InputPlane1
"y .(E7 6 2D Transverse:
+P*,i$MV Center Position: 4.5
oM}P Wf- Half width: 5.0
bsWDjV~ Titlitng Angle: 45
[+dTd2uZ<\ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
nza^< DlS 图2.波导结构（未设置周期）
ra\2BS)X xe1xP@e? 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
l0wvW v*k 将Linear2代码段修改如下:
_@]@&^K$E Dim Linear2
P4"EvdV7 for m=1 to 8
ps]s
T w Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
J$Ba*`~!! Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
s9YP
= )I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
/ ='/R7~ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
#w]:<R^ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0>?78QL9< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Y4 / !b Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
kasx4m]^ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"(y| iS$^T b"#|0d0 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。
G0$,H(]~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
H!{ Cr#= @7B!(Q 设置仿真参数
Si%K|$?@ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
I'R hA\` 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
9L xa?Y1 TE simulation
~C],?X(zk Mesh Delta X: 0.015
]2B=@V t, Mesh Delta Z: 0.015
U_c9T> = Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
J\k v}v 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
t[cZ|+^] Number of Anisotropic PML layers: 15
jJCd2O] 其它参数保持默认
W 7Y5~%@ 运行仿真
;GxKPy • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
I_@XHhyVZ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
KrT+Svm • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
k@ZmI^ wrW7 68WR 远场分析
衍射波
as6YjE.Yy 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
8 CKI9 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
"# mr?h_ 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
PYz^9Ud 6g 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< 图4.远场计算对话框
' |i<?]U +V6N/{^ 5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
_/5mgn<GK Wavelength: 0.63
/A;!g5Y Refractive index: 1.5+0i
"(rG5z3P Angle Initial: -90.0
"+V.Yue`R Angle Final: 90.0
'Nv*ePz Number of Steps: 721
m [FH> Distance: 100, 000*wavelength
Y_49Ut JIg Intensity
$k|k 5cP8x 7Z/KXc[b 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
SXA_P{j&a 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
2!b+}+: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
