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：
n$MO4s8) •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
s [RAHU •光栅布局
模拟和后处理分析
G, }Yl 布局layout
^] >O;iB? 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
{g'(~ qv 图1.二维光栅布局
WrnrFz YquI $PV _ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
[SjqOTon{ ttaM. 步骤：
i^/ T 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
MD}w Y><C 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 }kw#7m54 Wafer Dimensions：
lZd(emH@ Length (mm): 8.5
.Yamc#A- Width (mm): 3.0
/ H[=5 sNbxI|B 2D wafer properties:
NlA,'`, Wafer refractive index: Air
bbDZ# DK" 3 点击 Profiles 与 Materials.
fF!Yp iI " sf:,qD=z 在“Materials”中加入以下
材料：
^rB8? kt Name: N=1.5
_>o:R$ %} Refractive index (Re:): 1.5
j"8 ZM{aO $f$SNx)), Name: N=3.14
g T6z9 Refractive index (Re:): 3.14
k90 YV( BwN0!lsF3 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
<.%4 !
}f8 Name: ChannelPro_n=3.14
WJ]T \D I 2D profile definition, Material: n=3.14
: p1u(hflS WqR&&gz Name: ChannelPro_n=1.5
,5P0S0*{ 2D profile definition, Material: n=1.5
O0*p0J mtpeRVcF 6．画出以下波导结构：
^L ,K& Jd a. Linear waveguide 1
K6)Gc%:` Label: linear1
(=FRmdeYl1 Start Horizontal offset: 0.0
c^5~QGuQ Start vertical offset: -0.75
WSP I|#Xr% End Horizontal offset: 8.5
zF@/K` End vertical offset: -0.75
_f7 9wx\B Channel Thickness Tapering: Use Default
"-E\[@ / Width: 1.5
_kC-dEGf!y Depth: 0.0
w$>u b@= Profile: ChannelPro_n=1.5
FBG4pb9=~ oe ~'o' b. Linear waveguide 2
#]-SJWf3 Label: linear2
fQ7V/x! Start Horizontal offset: 0.5
Yz9owe8}[ Start vertical offset: 0.05
mwO6g~@ ` End Horizontal offset: 1.0
#QZe,"C9` End vertical offset: 0.05
b;L\EB Channel Thickness Tapering: Use Default
i}(LqcYU Width: 0.1
ynp 8r f Depth: 0.0
\wmN Profile: ChannelPro_n=3.14
8u" U 1 l&[O 7.加入水平平面波：
05|=`eJ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{% 6}' Input field Transverse: Rectangular
]|#+zx|/D X Position: 0.5
@s*-%N^:[L Direction: Negative Direction
[ =C6U_vU Label: InputPlane1
g/4[N{Xf 2D Transverse:
O/^ %2mG Center Position: 4.5
//B&k`u Half width: 5.0
oE6t auQn Titlitng Angle: 45
Xa[.3=bV? Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
R-
X5K- 图2.波导结构（未设置周期）
XMZ,Y7 'z8pzMmT 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
53_Hl]#qZ 将Linear2代码段修改如下:
zg>zUe
bA Dim Linear2
cF*TotU_m for m=1 to 8
`Uq#W+r, Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`&qL(66 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
-au^ ;CM Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
eNh39er Linear2.SetAttr "Depth", "0"
bt SRtf Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
'I|v[G$l Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
_ r#Z}HK Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
_!#@@O0p/h Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
'JtBZFq #Bze,?@ 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。
_=r6=. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
e
v}S+!|U hXw]K" 设置仿真参数
SZ7:u895E 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
A.F%Ycq 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
'$D n TE simulation
t
mn tp Mesh Delta X: 0.015
yNBQ GSH Mesh Delta Z: 0.015
rCEyQ)R_} Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
h#I>M`| 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
s3N'02G Number of Anisotropic PML layers: 15
_{ue8kGt 其它参数保持默认
Mc
lkEfn 运行仿真
(le9q5Qr. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
B^=-Z8 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ejKucEgD • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_`$qBw.Nx c dH>n) 远场分析
衍射波
Vsr.=N d= 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>d XGee>'M 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Q>qUk@ 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
(M|Dx\_ 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)
d7^}tM 图4.远场计算对话框
u~N?N W Q HdI8f!X'TG 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ep_HcX` Wavelength: 0.63
Z{.8^u1I Refractive index: 1.5+0i
UBKu /@[f@ Angle Initial: -90.0
@)+AaC#- Angle Final: 90.0
W-f=]eWg Number of Steps: 721
f^Z RT@`O Distance: 100, 000*wavelength
,]C;sN% ~} Intensity
C.:<-xo 2ACCh4(/P 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
eu|YCYj)g 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
8$cLG*=h4 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
