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：
pWPIJ>2G: •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#O $ •光栅布局
模拟和后处理分析
j=*l$ RG 布局layout
f MGbODAvY 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
%ST l iJ 图1.二维光栅布局
S!Omy:=;i {o!KhF:[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
'xhcuVl 3uZJ.Fb 步骤：
YY&l?*M< 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
i<H wTmm$ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |+3 5y_i6 Wafer Dimensions：
l IUu A Length (mm): 8.5
GwG4LIp Width (mm): 3.0
J 8M$k/"X %9k!A]KD 2D wafer properties:
T Ms,j!w?I Wafer refractive index: Air
'fcMuBc+ 4 3 点击 Profiles 与 Materials.
:C}2= j
[rB"N`0 在“Materials”中加入以下
材料：
{fha`i Name: N=1.5
" t({D Refractive index (Re:): 1.5
?OE.O/~l /;7y {(o Name: N=3.14
e1>aTu@ Refractive index (Re:): 3.14
"6R
5+ (RUT{)p[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
~by]xE1Eg Name: ChannelPro_n=3.14
N[<H7_/3 2D profile definition, Material: n=3.14
6`0mta Q `((Y c]:7 Name: ChannelPro_n=1.5
lz?;#U 2D profile definition, Material: n=1.5
~6pr0uyO` *[r! 6．画出以下波导结构：
!@ x+q)2 a. Linear waveguide 1
^ K7ic,{ Label: linear1
{&P
FXJ Start Horizontal offset: 0.0
wO :Sg=, Start vertical offset: -0.75
a@@M+9Q End Horizontal offset: 8.5
o]ag"Q End vertical offset: -0.75
\S*$UE]uG Channel Thickness Tapering: Use Default
h)6GaJ= Width: 1.5
) c/%
NiN Depth: 0.0
!IC-)C,q Profile: ChannelPro_n=1.5
SG?Nsp^%`B 1=|7 mehL% b. Linear waveguide 2
l" q1?kaVg Label: linear2
j,t#B"hOnp Start Horizontal offset: 0.5
Yz4_vePh+5 Start vertical offset: 0.05
&O)&k End Horizontal offset: 1.0
OdQT2PA_ End vertical offset: 0.05
d\H&dkpH Channel Thickness Tapering: Use Default
yMZHUd Width: 0.1
PN$X N< Depth: 0.0
zW}[+el } Profile: ChannelPro_n=3.14
'DCFezdf3 T1` |~Z?g- 7.加入水平平面波：
( 7ws{) Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
8 F2| Input field Transverse: Rectangular
#Ei,(xiP X Position: 0.5
Og2vGzD Direction: Negative Direction
|+:h|UIUQ Label: InputPlane1
9D 0dg( 2D Transverse:
FVB;\'/ Center Position: 4.5
kF{*(r=.o Half width: 5.0
lJzl6& Titlitng Angle: 45
X53mzs Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
[xfaj'j=@ 图2.波导结构（未设置周期）
~1 *A B/J>9||g 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
&3v&i*DG,I 将Linear2代码段修改如下:
-/ x
W Dim Linear2
,;<RW]r-P for m=1 to 8
X 6 lH|R Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'~ 4pl0TWc Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
tu>{ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`p0ypi3hn Linear2.SetAttr "Depth", "0"
KtB!"yy# Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
a`E*\O'd Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
wQ+dJ3b$ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
3Wcy)y>2Ap Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
cBYfXI0` G\/"}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。
[pg }S#A 图3.光栅布局通过VB脚本生成
a=xT(G0Re :%JC^dV( 设置仿真参数
H@l}[hkP 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
QM5 .f+/ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
aV`&L,Q)7E TE simulation
/u`3VOn Mesh Delta X: 0.015
>p])it[q&$ Mesh Delta Z: 0.015
?$z.K>S5 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
$ P:
O/O=> 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
'R9g7,53R Number of Anisotropic PML layers: 15
W~ U Lc 9 其它参数保持默认
`7+j0kV) 运行仿真
C;Ic • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Y-~~,Yl~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
td{O}\s7D • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Y &*x4&Lb wU`!B<,j 远场分析
衍射波
.wK1El{bf 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
^1jk$$f 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
yPu4T6V v 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
[U\ (G 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)
)F pJ 1 图4.远场计算对话框
R^MiP|?ZH E1Q0 k5@ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
~S; Z\ Wavelength: 0.63
*~z#.63oZ Refractive index: 1.5+0i
gJ 3c; Angle Initial: -90.0
2GWDEgI1o Angle Final: 90.0
%G?K@5?j? Number of Steps: 721
W9J1= Distance: 100, 000*wavelength
{hqAnZ@]vr Intensity
V+Xl9v 4O V/"}k u 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Omag)U)IPh 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
s I 4y G 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
