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：
F&=I7i •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
0JmFQ ^g( •光栅布局
模拟和后处理分析
y;Qy"-)qb 布局layout
/xl4ohL$a 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
<Q2u)m' 图1.二维光栅布局
nd.57@*M z-n>9 用VB脚本定义一个2D光栅布局
{eEBrJJ eB x&at^Fp 步骤：
J'o DOn.M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
iaY5JEV:CA 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 :lUX5 j3 Wafer Dimensions：
"yg.hK` Length (mm): 8.5
8O,? |c=> Width (mm): 3.0
h,^BC^VU9- TqI AWbb& 2D wafer properties:
xC< =~( Wafer refractive index: Air
$z*@2Non 3 点击 Profiles 与 Materials.
a
"R7JjH eym i2-a< 在“Materials”中加入以下
材料：
H5~1g6b@ Name: N=1.5
59V#FWe- Refractive index (Re:): 1.5
O/mR9[} ]JH64~a Name: N=3.14
"[k1D_PZ Refractive index (Re:): 3.14
T YYp"wx *D2Nm9s l 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Wr NLGkt Name: ChannelPro_n=3.14
X4a^m w\" 2D profile definition, Material: n=3.14
M|d={o9Hp IE2CRBfs Name: ChannelPro_n=1.5
]fj- `== 2D profile definition, Material: n=1.5
KE<k j$
" jT#bIm 6．画出以下波导结构：
_IWxYp
a. Linear waveguide 1
"u_i[[y Label: linear1
1!vPc93 $$ Start Horizontal offset: 0.0
',GV6kt_k Start vertical offset: -0.75
hi !`9k End Horizontal offset: 8.5
R~)ybf{ End vertical offset: -0.75
-LTKpN`[@ Channel Thickness Tapering: Use Default
~/2g)IS Width: 1.5
1pK6=-3 w3 Depth: 0.0
ylu2R0] ( Profile: ChannelPro_n=1.5
5y]io
Jc9- [u`6^TycP b. Linear waveguide 2
Y(_Kiz BY Label: linear2
Wbe0ZnM] Start Horizontal offset: 0.5
9RH"d[%yc} Start vertical offset: 0.05
$xT1 1 ^ End Horizontal offset: 1.0
L7] ]ZAH!1 End vertical offset: 0.05
$/+so;KD Channel Thickness Tapering: Use Default
,of]J| Width: 0.1
61} i 5o Depth: 0.0
/ prYSRn8 Profile: ChannelPro_n=3.14
)n( Q .oEbEs 7.加入水平平面波：
>)NQH9'1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
T?n -x?e Input field Transverse: Rectangular
e # 5BPI X Position: 0.5
YGp)Oy}: Direction: Negative Direction
zzJja/mp Label: InputPlane1
Z,
T#, 2D Transverse:
\:Za[6 Center Position: 4.5
7NJFWz! Half width: 5.0
wO7t!35 Titlitng Angle: 45
<J& 7 ]6Z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
u`_*g^5q" 图2.波导结构（未设置周期）
}$&x TW_ RP!
X8~8 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。
,(N[*)G 将Linear2代码段修改如下:
z\T Lsx Dim Linear2
[k $efwJ for m=1 to 8
Ja|{ 1&J . Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
n *<v]1 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
gz f-)J Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
CE ~@}` Linear2.SetAttr "Depth", "0"
G>w+ #{( Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Z(e ^ iH Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
M&KyA Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
c7K!cfO:{N Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
e)@3m. )K;]y- Us[ 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。
D/ /=m= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
FO H@OY D z;HAyPj 设置仿真参数
d(;4`kd*N 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
M:n 6BC>t" 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Zgamd1DJ[l TE simulation
I4=Xb^Ux Mesh Delta X: 0.015
^A9 M;q Mesh Delta Z: 0.015
!l 6dg& Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
1/; o 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
y 9 L 14 Number of Anisotropic PML layers: 15
IRW^ok.'b! 其它参数保持默认
n?xTkkr0 运行仿真
[sy j# • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
j}f [W [2 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
5M F#&v • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
,SUT~oETP ZVih =Y-w 远场分析
衍射波
@ ?k J). 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
[
MyE2^ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
8)j@aiF` 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
3n]79+w@z 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)
cn`iX(ZgR 图4.远场计算对话框
pQa:pX 56}X/ u 5. 在远场对话框，设置以下参数：
rD
&D) w Wavelength: 0.63
ezm&]F` Refractive index: 1.5+0i
7DD&~ZcD Angle Initial: -90.0
f&KdlpxKv Angle Final: 90.0
= QO g 6 Number of Steps: 721
)[Z!*a m Distance: 100, 000*wavelength
p3(2?UO! Intensity
k mP Yx)o pUYM}&dX 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
eiVC"0-c} 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
12UD19 ! 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
