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：
}hXmK .[' •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
q~{O^,4S •光栅布局
模拟和后处理分析
EV;"]lC9 布局layout
w!}kcn< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
X& XD2o"rt 图1.二维光栅布局
M1*x47bN X#X /P 用VB脚本定义一个2D光栅布局
g$z6 *bL 9rM#w"E?< 步骤：
.EjjCE/v- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
yXf+dMv 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 8boiJku` Wafer Dimensions：
W>[TFdH? Length (mm): 8.5
wid Width (mm): 3.0
sjHcq5#U! :2~2j-m 2D wafer properties:
9q2 x} Wafer refractive index: Air
/KlSI<T@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
HYNp vK oYWHO<b 在“Materials”中加入以下
材料：
OSwum!hzN Name: N=1.5
w=~X 6[+3 Refractive index (Re:): 1.5
CH6;jo] O`;o"\P< Name: N=3.14
r\ q|DZ7 Refractive index (Re:): 3.14
fyq %-Tj l?HC-_Pbh 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
<V|\yH 9 Name: ChannelPro_n=3.14
{ Ut,xi 2D profile definition, Material: n=3.14
m; vm7]5 6-\M }xq? Name: ChannelPro_n=1.5
(Y"./BDY 2D profile definition, Material: n=1.5
d[p?B-7% +t(Gt0+ 6．画出以下波导结构：
>ffQ264g=i a. Linear waveguide 1
9CZ EP0i7 Label: linear1
GvL\%0Ibx Start Horizontal offset: 0.0
+0:]KG!Zs. Start vertical offset: -0.75
sDkO!P End Horizontal offset: 8.5
6L-3cxqf\ End vertical offset: -0.75
\M*c3\&~,e Channel Thickness Tapering: Use Default
YIHGXi<"n Width: 1.5
:T#f&|Gg; Depth: 0.0
cq$ _$jRx Profile: ChannelPro_n=1.5
_ ujhD .gCun_td# b. Linear waveguide 2
= @ 1{LF; Label: linear2
T t$]
[ Start Horizontal offset: 0.5
QL-E4] Start vertical offset: 0.05
$8Gj9mw4e' End Horizontal offset: 1.0
= @lM* End vertical offset: 0.05
B06W(y,3Q> Channel Thickness Tapering: Use Default
L(HAAqRnJ Width: 0.1
!@FzP@ Depth: 0.0
t]ID Profile: ChannelPro_n=3.14
9]g`VD6 <v IG!(q%Gf 7.加入水平平面波：
<{z-<D; Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
~@"H\):/ Input field Transverse: Rectangular
,/dW*B X Position: 0.5
]5e|W Q>*X Direction: Negative Direction
2xv[cpVi Label: InputPlane1
$/Llzpvny 2D Transverse:
QF$s([ Center Position: 4.5
|zy` ]p9 Half width: 5.0
dfXBgsc6i Titlitng Angle: 45
< #)Q.P Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
wKbU}29c 图2.波导结构（未设置周期）
xQNGlVipZ@ v
`;Hd 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。
O*>`md?MH 将Linear2代码段修改如下:
3E!3kSh| Dim Linear2
W A#y& for m=1 to 8
w$jSlgUHy) Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
tSVS ogGd Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
C-^8;xd Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
c7]0 >nU; Linear2.SetAttr "Depth", "0"
<lRjh7 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
@= {
qy} Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
r>6FJ:T x Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
e1ExB# Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
}|],UXk{xB jEL"Q?# 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
HcGbe37Xq 图3.光栅布局通过VB脚本生成
j/1 f|x `KieN/d% 设置仿真参数
Q3[nS(#Z/= 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
/#[mV(k 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
@u:q#b TE simulation
OZ&SxR%q4 Mesh Delta X: 0.015
IB^vEY!`6_ Mesh Delta Z: 0.015
Tzfk_h3hE Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
P}he}k&IR 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
5e^z]j1Yv Number of Anisotropic PML layers: 15
P9M%B2DQ6f 其它参数保持默认
EnEaUb?P 运行仿真
LK g9{0Y: • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
-gv[u ,R • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
!j9(%,PR • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
N({-&A.N Nh ^q&[? 远场分析
衍射波
-`P LewvX 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
CJ6v S 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
R+9 hog 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
8o466m6/ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
A" IaFXB 图4.远场计算对话框
zT'(I6 S:) <m%ZD OMa 5. 在远场对话框，设置以下参数：
03!#99 Wavelength: 0.63
|A2o$H Refractive index: 1.5+0i
{&nDm$KTD Angle Initial: -90.0
4Dasj8GsV Angle Final: 90.0
wi f1|! aL Number of Steps: 721
CUj$ <ay= Distance: 100, 000*wavelength
GYV%R D # Intensity
xiF}{25 a xo{z4W 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
-'Z-8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
K~~LJU3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
