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：
Ua]zTMI •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
UXP;' •光栅布局
模拟和后处理分析
kD>vQ? 布局layout
-%.V0=G(Z 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4!jHZ<2 Z 图1.二维光栅布局
PG!vn@b6 `g=~u{ 0 用VB脚本定义一个2D光栅布局
F0\ry "(t hG^23FiN 步骤：
H[r0jREK 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#t
O!3= 0 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 > U)O@W) Wafer Dimensions：
,3j7Y5v Length (mm): 8.5
=X*E(.6Ip Width (mm): 3.0
zYL^e @ 4Z ] 35* 2D wafer properties:
p!ErH]lH Wafer refractive index: Air
hd~rC*I 3 点击 Profiles 与 Materials.
d%hA~E1rR UL%ihWq 在“Materials”中加入以下
材料：
@-}]~|< Name: N=1.5
i1
&'Zh Refractive index (Re:): 1.5
wk#QQDV3|0 u W T[6R Name: N=3.14
GLyh1qNX Refractive index (Re:): 3.14
qZh~Ay6I 67x^{u7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
sYpogFfV Name: ChannelPro_n=3.14
9YABr>
? 2D profile definition, Material: n=3.14
Ox Z:5ps B}X#oA Name: ChannelPro_n=1.5
fsd>4t:" \ 2D profile definition, Material: n=1.5
$}$@)!- |xm|Q(PG 6．画出以下波导结构：
;^]A@WN6_ a. Linear waveguide 1
Y>~JI; Cu` Label: linear1
c29Z1Zs2) Start Horizontal offset: 0.0
SfUUo9R(sm Start vertical offset: -0.75
k 9rnT)YU End Horizontal offset: 8.5
ZsZ1 End vertical offset: -0.75
< T f;p8 # Channel Thickness Tapering: Use Default
@_3$(*n$~ Width: 1.5
lQ"i]};<D Depth: 0.0
v=VmiBq[ Profile: ChannelPro_n=1.5
7p6J :8rCCop
Uv b. Linear waveguide 2
_ GSw\r Label: linear2
#cS,5(BM Start Horizontal offset: 0.5
9 NQq=@ Start vertical offset: 0.05
N &=2 / End Horizontal offset: 1.0
+ctv]'P _ End vertical offset: 0.05
#1 @~w} Dh Channel Thickness Tapering: Use Default
/&7Yi_]r Width: 0.1
g/p
}r. Depth: 0.0
~py0Vx,F Profile: ChannelPro_n=3.14
%<yM=1~> G`"Cqs< 7.加入水平平面波：
u(702S4 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+;;%Atgn Input field Transverse: Rectangular
~b0qrjF;O X Position: 0.5
S8m&Rj3O& Direction: Negative Direction
o[hP&9>q Label: InputPlane1
R"`{E,yj 2D Transverse:
(}1f]$V Center Position: 4.5
VY@hhr1s~ Half width: 5.0
X:&p9_O@ Titlitng Angle: 45
<|3v@ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
3ohcHQ/a 图2.波导结构（未设置周期）
yuEOQ\!(u vp-7>Wj 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。
%+ a@|Z 将Linear2代码段修改如下:
XS 8~jBjx Dim Linear2
9PK-r;2 for m=1 to 8
389.&`Q%Ut Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
**w~ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
2-!Mao"^ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
+|)1_NK Linear2.SetAttr "Depth", "0"
} <4[(N Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
KxmPL Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
z.&% >%TPP Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t<,p-TM] Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O&iYGREO %C0O?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。
b.q"s6u 图3.光栅布局通过VB脚本生成
x9A
ZS#e)[ O>M*mT M 设置仿真参数
h!a v)nhM 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
'8kjTf#g<l 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
%yM'
Z[- TE simulation
^@L
l(? Mesh Delta X: 0.015
1[g!^5W Mesh Delta Z: 0.015
umZ
g}|C_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
/3 Ix,7 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Cmx2 /N Number of Anisotropic PML layers: 15
XW_xNkpL5c 其它参数保持默认
Bi :wP/>v 运行仿真
k5QD5/Ej • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
0gD59N'C • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ak8^/1*@ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
{-N90 Oe J&ECm+2 远场分析
衍射波
dIa(</ } 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
|4> r" 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
w+q;dc8 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
m2q;^o:J 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)
fw v
T2G4 图4.远场计算对话框
*R\/#Y| C1B3 VG 5. 在远场对话框，设置以下参数：
gq_7_Y/ Wavelength: 0.63
QC5f:B wM Refractive index: 1.5+0i
GH C?Tp Angle Initial: -90.0
(&S[R{=^j Angle Final: 90.0
<Z:8~:@ Number of Steps: 721
4: e q{n Distance: 100, 000*wavelength
!QR?\9` Intensity
K1/gJ9+(\ ,C,e/>+My 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+>:_kE]?nX 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
QB3d7e)8> 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
