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：
bxBndxl •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
p6)6Gcx •光栅布局
模拟和后处理分析
PlgpH'z4$ 布局layout
jIHY [yDT 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
nLPd]%78> 图1.二维光栅布局
g2 mq?q(g JRE\R&>g 用VB脚本定义一个2D光栅布局
%\)AT" IlI5xkJ( 步骤：
'P4V_VMK 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/oGaA@#+ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 v:>sS_^ Wafer Dimensions：
osLEH?iKW Length (mm): 8.5
jYB iC DD Width (mm): 3.0
[(.lfa P { ~(XO@;b 2D wafer properties:
D`.\c#;cN Wafer refractive index: Air
hAP2DeT$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
$YJi]:3& |RqCI9N6 在“Materials”中加入以下
材料：
Ys?0hd<cn Name: N=1.5
0Jd>V Refractive index (Re:): 1.5
z U *Mk 4<5*HpW Name: N=3.14
9+.3GRt7 Refractive index (Re:): 3.14
#!_ViG )2^ e ^`La*n 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
o>m*e 7l, Name: ChannelPro_n=3.14
1}p :]/; 2D profile definition, Material: n=3.14
9\kEyb$F= _(8N*q*w Name: ChannelPro_n=1.5
yL l:G ; 2D profile definition, Material: n=1.5
X76rme %j{*`} 6．画出以下波导结构：
* <?KOM a. Linear waveguide 1
S T4[d'|j Label: linear1
[<Mls@? Start Horizontal offset: 0.0
9o]!D,u8=5 Start vertical offset: -0.75
} wJH@'0+ End Horizontal offset: 8.5
q S
ggZ0* End vertical offset: -0.75
gh `_{l
Channel Thickness Tapering: Use Default
,Hp7`I>/ Width: 1.5
hVJ}EF 0 Depth: 0.0
^(BE_<~ Profile: ChannelPro_n=1.5
#&z'?x^a 8M BY3F b. Linear waveguide 2
KmqgP`Cu Label: linear2
P$@:T[}v Start Horizontal offset: 0.5
^$rqyWZYp Start vertical offset: 0.05
:SZi4:4-J8 End Horizontal offset: 1.0
EYn9l n_]u End vertical offset: 0.05
!QME!c>*$ Channel Thickness Tapering: Use Default
hxw6^EA Width: 0.1
J$`5KbT3 Depth: 0.0
o+- 0`!yj Profile: ChannelPro_n=3.14
SWT)M1O2 '?3(& 7.加入水平平面波：
Z l. ,pcL Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
,WAJ&
'^ Input field Transverse: Rectangular
5UG"i_TC X Position: 0.5
5)->.* G* Direction: Negative Direction
s>{\^T7y Label: InputPlane1
NZ+TTMv 2D Transverse:
20:![/7:! Center Position: 4.5
OhM_{]* Half width: 5.0
DD[<J:6 Titlitng Angle: 45
0^F!-b^z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
'HL.W]( 图2.波导结构（未设置周期）
S&Hgr_/}c 1DH P5q 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。
2cZgG^ 将Linear2代码段修改如下:
i7&ay\+@ Dim Linear2
{c<cSrfI for m=1 to 8
"DX 2Mu= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
iRV=I , Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[<jU$93E Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
jm'^>p,9G Linear2.SetAttr "Depth", "0"
{ GGP8 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0])[\O`j Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Pa?C-Xn^ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
F U)=+m Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ih : XC fW=eB'Sl 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。
QM7B FS; 图3.光栅布局通过VB脚本生成
oS<*\!&D vu:] [2"0 设置仿真参数
0E@*&Ru 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4 lwoTGVZj 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Z
?F_({im TE simulation
.
\8"f]~ Mesh Delta X: 0.015
( Dx p Mesh Delta Z: 0.015
.F/s ( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
u $D%Iz 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
nUCOHVI7 Number of Anisotropic PML layers: 15
jZiz 0[ 其它参数保持默认
F4IU2_CnPD 运行仿真
C>QW V[F • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
k =O • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
v z&88jt • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
4v9d&
m!< O0eM*~zI 远场分析
衍射波
a.a
,_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D J7U6{KLq 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
T`GiM%R;g 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
y<c7 RK] 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)
!x") uYf 图4.远场计算对话框
^zfs8]QSf ~_ wSB[z 5. 在远场对话框，设置以下参数：
7j88^59 Wavelength: 0.63
{+E nJ" Refractive index: 1.5+0i
?}(B8^ Angle Initial: -90.0
RNt9Qdr4y Angle Final: 90.0
3u<
ntx >< Number of Steps: 721
S F da?> Distance: 100, 000*wavelength
8d&%H, Intensity
`v)ZO w9& F4 5-M [z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
20I/E n 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
pnXwE-c_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
