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：
I7 ]8Y=xf •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#GFr`o0$^ •光栅布局
模拟和后处理分析
CAf6:^0 布局layout
-mh3DhJ, 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
g<qaXv 图1.二维光栅布局
{ P-): apn*,7ps65 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Q+{n-? : &H+xz N 步骤：
*0ro0Z|Iq 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
eyxW 0}[ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 x4O~q0>:Le Wafer Dimensions：
gRzxLf`K Length (mm): 8.5
! 8 b ^, Width (mm): 3.0
DHRlWQox &7s.` 2D wafer properties:
l U] nd[x Wafer refractive index: Air
m4Zk\,1m.| 3 点击 Profiles 与 Materials.
x?<FJ"8"k Vjp y~iP4B 在“Materials”中加入以下
材料：
|uJ%5y# Name: N=1.5
*n!J=yS Refractive index (Re:): 1.5
_yT Ed"$
fV~[;e;U. Name: N=3.14
6L~n.5B~o Refractive index (Re:): 3.14
?q [T TcoB,Kdce 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
cz$2R Name: ChannelPro_n=3.14
7j{?aza 2D profile definition, Material: n=3.14
w! XD/j N St^5Byd< Name: ChannelPro_n=1.5
ugBC Br 2D profile definition, Material: n=1.5
M3au{6y }QmqoCAE~m 6．画出以下波导结构：
MqMQtU9w a. Linear waveguide 1
1 -b_~DF Label: linear1
pK4)yu+ Start Horizontal offset: 0.0
eJX#@`K Start vertical offset: -0.75
t#yuOUg End Horizontal offset: 8.5
QsW/X0YBv End vertical offset: -0.75
'<uq3?5 Channel Thickness Tapering: Use Default
y )<q / Width: 1.5
(tO\)aS= Depth: 0.0
phz&zl D Profile: ChannelPro_n=1.5
(V@HR9?W) _VXN#@y b. Linear waveguide 2
dF2RH)Ud Label: linear2
tl>7^ hH Start Horizontal offset: 0.5
WY]s |2a Start vertical offset: 0.05
C9;kpqNG#u End Horizontal offset: 1.0
yh=N@Z*zP End vertical offset: 0.05
%jM,W}2 Channel Thickness Tapering: Use Default
*lb<$E]="! Width: 0.1
}PpUAt~ g Depth: 0.0
6H|S ;K+ Profile: ChannelPro_n=3.14
3 gf1ownC zW nR6*\ 7.加入水平平面波：
fc@A0Hf Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
paMa +jhQQ Input field Transverse: Rectangular
,z ?':TZ X Position: 0.5
M^I(OuRMeI Direction: Negative Direction
[00m/fT6 Label: InputPlane1
xN(|A}w 2D Transverse:
:hA#m[ Center Position: 4.5
=\d ?'dII: Half width: 5.0
dqAw5[qMJ Titlitng Angle: 45
!&\INl-Z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
w*Ihk) 图2.波导结构（未设置周期）
2Rz H)&R=s 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]i_4sK 将Linear2代码段修改如下:
@ .KGfNu Dim Linear2
?fS9J for m=1 to 8
0BsYavCR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
mV m Gg, Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
cj@koA' Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
(i GTACoF Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$ulOp;~A% Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
/7LR;>B j Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|'2d_vR Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
hzC >~Ub5 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
},[}$m % C.QO#b 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。
M: V_/@W. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
F5#YOck&, 5(8@%6>ruj 设置仿真参数
aN=B] {! 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
'H!XUtFs" 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
6@Y|"b TE simulation
!%> 7Dw(kt Mesh Delta X: 0.015
/Q )\ + Mesh Delta Z: 0.015
A(N4N Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(9h`3# 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
GH
xp7H Number of Anisotropic PML layers: 15
\C1nZk?3 其它参数保持默认
E!AE4B1bd 运行仿真
&-=5Xc+Z • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
p<;0g9,1 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
0?M:6zf_iv • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
QdC<Sk!G %07SFu# 远场分析
衍射波
M@ZI\ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
X 8`Sf> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Lh<).<S 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
FG QzoS 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)
E~:x(5'%d 图4.远场计算对话框
&VcV$8k o` RKXfCq 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Y4( Wavelength: 0.63
.}*" Nv Refractive index: 1.5+0i
[fIg{Q Angle Initial: -90.0
'P} 0FktP` Angle Final: 90.0
m#F`] { Number of Steps: 721
8J D,u Distance: 100, 000*wavelength
]0\MmAJRn Intensity
8KNZ](Dj 4H<lm*! ^ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
ri.I pRe 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
V47 0C@ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
