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：
6R4<J% $P •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
H=~9CJ+tc •光栅布局
模拟和后处理分析
:_HF j.JW 布局layout
s&Y i 6:J 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
z 7T0u.4Ss 图1.二维光栅布局
r\qz5G *6 DNP@ A4~ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
27#5y_
` `^6 ,kI-c 步骤：
M bA\pG'T 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
(kw5>c7 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [Qj;/ Wafer Dimensions：
{vVTv SC Length (mm): 8.5
]?K.
S6 Width (mm): 3.0
ar ^i|`D ,={t8lN 2D wafer properties:
X. V[0$.; Wafer refractive index: Air
-d=WV:G%e 3 点击 Profiles 与 Materials.
a9 Y5 rx!=q8=0R 在“Materials”中加入以下
材料：
caq} &A]C Name: N=1.5
`JURQ:l)3^ Refractive index (Re:): 1.5
46No%cSiG 5?u}#zO Name: N=3.14
'EhBRU% Refractive index (Re:): 3.14
'i|rj W( E6A /SVp 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
]A+o>#n}x Name: ChannelPro_n=3.14
`dW]4>`O 2D profile definition, Material: n=3.14
vjUp *R>h ~
'Vxg} Name: ChannelPro_n=1.5
GbZ;#^S 2D profile definition, Material: n=1.5
z5 m>H;P p]T"|! d 6．画出以下波导结构：
1 hmc,c a. Linear waveguide 1
P'$ `'J]j Label: linear1
I 3$dVls} Start Horizontal offset: 0.0
`/IKdO*!S Start vertical offset: -0.75
h<l1U'Bn7 End Horizontal offset: 8.5
mUP. rb6 End vertical offset: -0.75
T.:+3:8|F Channel Thickness Tapering: Use Default
@N.jB#nE b Width: 1.5
Acm<-de Depth: 0.0
A\sI<WrH Profile: ChannelPro_n=1.5
~r*P]*51x E bQa? b. Linear waveguide 2
{2KFD\i\ Label: linear2
N{Qxq>6 G Start Horizontal offset: 0.5
U5r}6D !) Start vertical offset: 0.05
G}zZQy End Horizontal offset: 1.0
tkKJh !Q7 End vertical offset: 0.05
kxB.,' Channel Thickness Tapering: Use Default
5Av=3[kh"% Width: 0.1
KY9n2u&4 Depth: 0.0
8y2+&#$ Profile: ChannelPro_n=3.14
(p)!Mq
"^ ]0j9>s2|Z 7.加入水平平面波：
X$n(-65 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
$' wq1u Input field Transverse: Rectangular
i@P}{ X Position: 0.5
@%ECj)u`O Direction: Negative Direction
q6d~V] 4: Label: InputPlane1
,. EBOUW^ 2D Transverse:
K 7)kS Center Position: 4.5
n6Z|Q @F Half width: 5.0
{S.>BXX Titlitng Angle: 45
R^&q-M=O[ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
e@<?zS 6 图2.波导结构（未设置周期）
dY!Z nHXX\i 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
+0$/y]k 将Linear2代码段修改如下:
F Y3IUG Dim Linear2
chI.{Rj for m=1 to 8
:l u5Uu~ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
TLa]O1=Bf. Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
evuZY X@ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@mQ:7-,~ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
OjE` 1h\ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Sus;(3EX Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
%yS 3&Ju Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
KW3+luI6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
VR? ^HA9 s][24)99 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。
}FqA ppr 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5g5'@vMN kL*0M<0 ( 设置仿真参数
W 7No ls{ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
KA s 1(oG 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
rS XzBi{ TE simulation
q OhO qV Mesh Delta X: 0.015
?}QH=&=^ Mesh Delta Z: 0.015
8(U{2B8>\% Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
15\Ph[6g 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
kSn cZ0K{ Number of Anisotropic PML layers: 15
4 Ft1@ 其它参数保持默认
?=Pd 运行仿真
6=GZL pv • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
j7QX ,_Q • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
vG41C k1 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(= x"Y{% / +K? 远场分析
衍射波
},$0&/>ft 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
(]2H7X:b 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
>pL2*O^{9 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
p*QKK@C 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)
d I'SwnR 图4.远场计算对话框
CB\{! }ut]\]b 5. 在远场对话框，设置以下参数：
7*o*6,/ Wavelength: 0.63
&]6) LFm Refractive index: 1.5+0i
{}~: &.D Angle Initial: -90.0
o89(
h! Angle Final: 90.0
tA.`k;L T Number of Steps: 721
:*514N Distance: 100, 000*wavelength
I<oL}f Intensity
6=_~ 0PcY [IZM.r`Z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~"x5U{K48S 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
q<vf,D@{ ! 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
