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：
{7`eR2#W q •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
H79|%@F" •光栅布局
模拟和后处理分析
Q+ ;6\.#r 布局layout
M ) 9Ss 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
T-=sC =sS, 图1.二维光栅布局
nq#k}Qx: -\;x>=#B 用VB脚本定义一个2D光栅布局
YoD1\ a|
D7%`hU 步骤：
W,zlR5+Jk 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
xbex6i"ZE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 L+@RK6dq Wafer Dimensions：
$CaF"5}?Ke Length (mm): 8.5
}U$ Yiv Width (mm): 3.0
f=v +D0K$n '?+q3lps 2D wafer properties:
M*)}F Wafer refractive index: Air
9C5w!_b@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
M%f96XUM
R1'bB"$ 在“Materials”中加入以下
材料：
[` P+{ R Name: N=1.5
c ?mCt0Cg Refractive index (Re:): 1.5
brN:Ypf-e &?(r# T Name: N=3.14
A{G iz&p Refractive index (Re:): 3.14
/?l@7 < J=9,tv< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
<`EZ^S L; Name: ChannelPro_n=3.14
s OD>mc#%Y 2D profile definition, Material: n=3.14
VsOn j~@ :)+|q Name: ChannelPro_n=1.5
C7&4, ], 2D profile definition, Material: n=1.5
sfez0Uqe.~ * a xOen 6．画出以下波导结构：
MyZ@I7Fb, a. Linear waveguide 1
\H+/D &M Label: linear1
= >)S\Dfi Start Horizontal offset: 0.0
U/E M(y Start vertical offset: -0.75
z.{T`Pn End Horizontal offset: 8.5
t&( }`W End vertical offset: -0.75
E zK,SN# Channel Thickness Tapering: Use Default
f.0~HnN g1 Width: 1.5
I.I:2E w+ Depth: 0.0
0qSd #jO Profile: ChannelPro_n=1.5
t WVbD%u^ F+Og8^! b. Linear waveguide 2
me@4lHBR Label: linear2
{20^abUAS Start Horizontal offset: 0.5
I&|% Fn Start vertical offset: 0.05
`,~I*}T>5W End Horizontal offset: 1.0
uWR\# D' End vertical offset: 0.05
P: &XtpP Channel Thickness Tapering: Use Default
[ Y.3miE Width: 0.1
]O s!=rt Depth: 0.0
V%?oI]"
l Profile: ChannelPro_n=3.14
tUl#sqN_{ ww VK15t 7.加入水平平面波：
+`l >_u' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
g@YJ#S (} Input field Transverse: Rectangular
^R\0<\' X Position: 0.5
pZz?c/h- Direction: Negative Direction
z
c N1i^
Label: InputPlane1
,g%2-#L% 2D Transverse:
]+Yd#<j(u Center Position: 4.5
PiXegh WH Half width: 5.0
}X94M7+-> Titlitng Angle: 45
|lAu6d
! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+=hiLfnE 图2.波导结构（未设置周期）
;
k{w@L.@ ,tv
P"@d 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。
W} V L 3s 将Linear2代码段修改如下:
s2)a8 < Dim Linear2
=ZjF5,@ for m=1 to 8
^Fgmwa ' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
P31}O2 Nh Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
DSad[>Uj], Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
^il'Q_-{ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
x|n2,3% Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
w;}pebL: Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
J_]?.V*A Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
gJ cf~@s
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
UN[rW0* SU9qF73Y 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。
o :jLM7$= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
B ?96d'A Se+sgw_" 设置仿真参数
ST1PSuC~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
'0 D2e 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
%YLdie6c TE simulation
tKgPKWP Mesh Delta X: 0.015
j#r|t+{"C Mesh Delta Z: 0.015
9cud CF Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
`=^;q 6f 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
SD paW6(_ Number of Anisotropic PML layers: 15
)| @'}k+ 其它参数保持默认
5xL%HX[S 运行仿真
>u#c\s • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
;o } pRC • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
] }H;`H • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
YpMQY-n Q.Uyl:^PxU 远场分析
衍射波
CS2AKa@ ` 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
3\WLm4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pB;)H ii\ 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
X>l 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)
/M(Fu V 图4.远场计算对话框
*&{M , R4v )}`x 5. 在远场对话框，设置以下参数：
CJ 0j2e/ Wavelength: 0.63
zk= 3L} C Refractive index: 1.5+0i
OnFx8r:q@% Angle Initial: -90.0
cLR02 Angle Final: 90.0
,":_=Tf. Number of Steps: 721
nf?;h!_ 7 Distance: 100, 000*wavelength
(cJb/|?3 Intensity
7JNhCOBB +O>1 Ed 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'^ "6EF.R
7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
n}X)a- = 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
