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：
M V dX •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
! #l> +9 •光栅布局
模拟和后处理分析
f9FJ:? 布局layout
O_%X>Q9 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Ne7HPSWiOP 图1.二维光栅布局
^IgxzGD (tQ#('(w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
;hP43Bi &h1.9AO 步骤：
N!R>L{H> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
'qR)f\em 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 pVgzU u7 Wafer Dimensions：
m2wGg/F5 Length (mm): 8.5
A")F7F31c Width (mm): 3.0
W"j&':xD m x`QBJ 2D wafer properties:
vv0A5p8H Wafer refractive index: Air
#{-l(016y 3 点击 Profiles 与 Materials.
BYj Eo Q l`N)! 在“Materials”中加入以下
材料：
X>}-UHKV+ Name: N=1.5
CK4C:`YG Refractive index (Re:): 1.5
f(}?Sp_ Zy !^HS$ Name: N=3.14
QD6<sw@]P Refractive index (Re:): 3.14
vjN P L 1P.@hJ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
S\$ =b_. Name: ChannelPro_n=3.14
]w7wwU^^*U 2D profile definition, Material: n=3.14
0hJ,l. ] 70V Name: ChannelPro_n=1.5
TVy\% FP^L 2D profile definition, Material: n=1.5
jVA|Vi_2 < cNJrer 6．画出以下波导结构：
| ]#PF* a. Linear waveguide 1
4KSZ;fV6/ Label: linear1
h = <x%sie Start Horizontal offset: 0.0
v#/k`x\ Start vertical offset: -0.75
rQE:rVKVh End Horizontal offset: 8.5
bU$4"_eA
B End vertical offset: -0.75
SSCyq#dl$ Channel Thickness Tapering: Use Default
d v8q&_
Width: 1.5
IR_&dWHyc Depth: 0.0
10?+6*d Profile: ChannelPro_n=1.5
2%!yV~Z Mk-zeq<2z b. Linear waveguide 2
n-dj Ahy Label: linear2
Y)V )g9 Start Horizontal offset: 0.5
+!"GYPUXy Start vertical offset: 0.05
_k'?eZB End Horizontal offset: 1.0
<c; U 0! m End vertical offset: 0.05
B EN
U Channel Thickness Tapering: Use Default
^T>P Width: 0.1
Hl"^E*9x Depth: 0.0
86 $88`/2 Profile: ChannelPro_n=3.14
H\r-
;,& fYxdG|>{u 7.加入水平平面波：
t=(d, kf Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
B>]4NF\)H9 Input field Transverse: Rectangular
>6X$iBb0 X Position: 0.5
C-2{<$2k Direction: Negative Direction
1n3XB+* Label: InputPlane1
xLN$!9t 2D Transverse:
#(Xv\OE Center Position: 4.5
nO#a|~-)) Half width: 5.0
~DJ I Lc Titlitng Angle: 45
!c2<-3e Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
{JGXdp:SB 图2.波导结构（未设置周期）
\&XtPQ (&o|}"kRq 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。
m#Y[EPF=| 将Linear2代码段修改如下:
& x"hM Dim Linear2
0bz':M#k & for m=1 to 8
&s0_^5B0 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
I+GP`=\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
FE=vUQXE2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
~pt#'65}: Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"=Xky,k Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
JHJIjYG>P Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{ POfT
m} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
2G&H[ ` Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
s=8$h:^9> P P{s&( 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
q.:j
yj6 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Nu,t,&B
x'iBEm 设置仿真参数
M+l~^E0Wj 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
n!?^:5=s 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
D b&=
N TE simulation
E0t%]?1 Mesh Delta X: 0.015
` p#u9M> Mesh Delta Z: 0.015
Yc`PK =!l Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
oAt{ #v 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
tq.g4X ;_ Number of Anisotropic PML layers: 15
6[T)Q ^0` 其它参数保持默认
9i`MUE1Sh 运行仿真
[M#I Nm} • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
-~NjZ=vPh • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<Kk [^.7C; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
BK 9 +fO k = 远场分析
衍射波
\R.Fmeko 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
= `+c}i? 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
^!7 |B3` 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
OI)U c . 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
:F.eyA|#@G 图4.远场计算对话框
5?HoCz]l V8947h|& 5. 在远场对话框，设置以下参数：
_edT+ r>+ Wavelength: 0.63
7<zI'^l Refractive index: 1.5+0i
y{9<>28 Angle Initial: -90.0
HV[ *=Qi Angle Final: 90.0
yP "D~u Number of Steps: 721
1Gp| _8 Distance: 100, 000*wavelength
{1}p+dEK Intensity
`Z PV.u/ um=qT)/D 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
:pNu$%q 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
mNQ*YCq. 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
