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：
X&| y| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
+{ {'3=x9 •光栅布局
模拟和后处理分析
IdL~0;W7 布局layout
"]1|%j 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
UE%~SVi.# 图1.二维光栅布局
XZ1<sm8t." L ]D l }z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
:|E-Dx4F6H w!/se;_H+w 步骤：
;{ Su:Ixg 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
=%G<S'2' 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Kx5VR4f`J@ Wafer Dimensions：
sRf?JyB Length (mm): 8.5
DM )%=C6< Width (mm): 3.0
HCVMqG! FaE,rzn)iD 2D wafer properties:
VT`C<' Wafer refractive index: Air
j= Ebk;6p 3 点击 Profiles 与 Materials.
*u`[2xmuYf w%Tjn^ d 在“Materials”中加入以下
材料：
uS,XQy2 Name: N=1.5
f<aJiVP Refractive index (Re:): 1.5
SLMnEtyT S ~xaPq= AH Name: N=3.14
gls %<A{C Refractive index (Re:): 3.14
CHX- 4-84{ 2W 9N-t2 1 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9Jhc5G Name: ChannelPro_n=3.14
A ^wIsAxT 2D profile definition, Material: n=3.14
\gjY h2> gu~F(Fb' Name: ChannelPro_n=1.5
\ZPmPu9^( 2D profile definition, Material: n=1.5
mUW4d3tE MTxe5ob`$Q 6．画出以下波导结构：
[ym
ynr3M a. Linear waveguide 1
Xitsb f=Gg Label: linear1
LU=` K4 Start Horizontal offset: 0.0
>SR! *3$5 Start vertical offset: -0.75
OLS. 0UEc End Horizontal offset: 8.5
p%+uv\Ix End vertical offset: -0.75
hs5aIJ Channel Thickness Tapering: Use Default
Fs,#d%4 @% Width: 1.5
L)`SNN\ipR Depth: 0.0
j~@Hj$APa` Profile: ChannelPro_n=1.5
sAG#M\A6 A=S_5 y b. Linear waveguide 2
r(#]Z Label: linear2
2MapB* Start Horizontal offset: 0.5
Ur/+nL{ Start vertical offset: 0.05
"`jey)&H*M End Horizontal offset: 1.0
C;C= g1I} End vertical offset: 0.05
Pq@%MF]5 Channel Thickness Tapering: Use Default
a2MF Ze Width: 0.1
vl{G;[6 Depth: 0.0
[Pnk@jIk4 Profile: ChannelPro_n=3.14
5#|f:M]Bo| 6/Pw'4H9$ 7.加入水平平面波：
X?'v FC Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
i^2yq&uT( Input field Transverse: Rectangular
,o3{ ?o]s X Position: 0.5
E
mUA 38 Direction: Negative Direction
F"k.1. Label: InputPlane1
X
\1grM 2D Transverse:
9HjtWQn Center Position: 4.5
d1"%sI Half width: 5.0
_h=kjc}[.O Titlitng Angle: 45
_qZ?|;o^ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
U=<d;2N# 图2.波导结构（未设置周期）
/Lf+*u>" a2{ nrGD 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。
`pHlGbrW 将Linear2代码段修改如下:
mkR1iY Dim Linear2
? x*Ve2+] for m=1 to 8
A1mxM5N Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
B_^ ~5_0: Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[%8t~zg Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
'g 4t !__ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
!zd]6YL$ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
@dy<=bh~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Y55Yo5<j/+ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tAPr 4 n! Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
]/ o0p XzX-Q'i=n0 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。
!L+4YA 图3.光栅布局通过VB脚本生成
YPjjSi:# b"au9:F4@7 设置仿真参数
[>B`"nyNQ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Q\P?[i] 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
7rc6 TE simulation
/~,|zz Mesh Delta X: 0.015
:GXD-6}^| Mesh Delta Z: 0.015
SMMV$;O{9 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
D!K){ E 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$_j\b4]% Number of Anisotropic PML layers: 15
Ya#,\;dTT 其它参数保持默认
$ \W|{u` 运行仿真
_TB,2 R • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
FC' v= * • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
/[[_}\xI% • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
l3d^V&Sk e|`Q W|9 . 远场分析
衍射波
=@98Gl9! 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
b(hnou S 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
VtNY~ 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
bN Ub 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)
$6W o$c% 图4.远场计算对话框
cULASS`, >L\>Th{o 5. 在远场对话框，设置以下参数：
QB<9Be@e Wavelength: 0.63
X[Lwx.Ly8 Refractive index: 1.5+0i
hAPWEh^ Angle Initial: -90.0
nqG9$!k^t Angle Final: 90.0
)2@_V % Number of Steps: 721
D1 &%N{ Distance: 100, 000*wavelength
8hx4s(1! Intensity
6$1dd # &WSxg&YG)\ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1 _D|;/aI 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
@a AR99 M 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
