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：
iadk H]w •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
?+ \E3}: •光栅布局
模拟和后处理分析
d;44;*D 布局layout
auL^%M|$R 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
qtY
m!g 图1.二维光栅布局
e9:P9Di(b ]"h=Qc 用VB脚本定义一个2D光栅布局
(bvoF5% 02pplDFsM 步骤：
;wgFr.#hp@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
v)+@XU2wZ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1a8$f5 Wafer Dimensions：
N5!& ~~ Length (mm): 8.5
c&m9)r~zP Width (mm): 3.0
(tKMBxQo8 L
{qJ-ln: 2D wafer properties:
pX_b6%yX( Wafer refractive index: Air
.`J:xL%Z 3 点击 Profiles 与 Materials.
C C#C V.2[ F|P;3 在“Materials”中加入以下
材料：
#KE;=$(S Name: N=1.5
J*K<FFp3< Refractive index (Re:): 1.5
z mbZ u5F}( +4r Name: N=3.14
?wCs&tM Refractive index (Re:): 3.14
eM }W6vIn N"1 Q X6 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
I N_gF_@% Name: ChannelPro_n=3.14
.CS v|:'1 2D profile definition, Material: n=3.14
]nc2/ S% ]! )x r Name: ChannelPro_n=1.5
SH= :p^J 2D profile definition, Material: n=1.5
u E.^w;~2= km4g}~N</ 6．画出以下波导结构：
Rsn^eR6^ a. Linear waveguide 1
" @)lH Label: linear1
zo44^=~% Start Horizontal offset: 0.0
6#|qg*OS Start vertical offset: -0.75
mPG7Zy$z End Horizontal offset: 8.5
\O? u* End vertical offset: -0.75
ANb"oX c Channel Thickness Tapering: Use Default
(}"S) #C Width: 1.5
yoU2AMH2D^ Depth: 0.0
[pR)@$"k' Profile: ChannelPro_n=1.5
M=[t h RJPcn)@l b. Linear waveguide 2
&^+3er rO Label: linear2
WHk/$7_"i Start Horizontal offset: 0.5
T V; BNCg Start vertical offset: 0.05
*l-`<. End Horizontal offset: 1.0
[#Fg\2bq_y End vertical offset: 0.05
i~8DSsh A Channel Thickness Tapering: Use Default
jsdBd2Gdc Width: 0.1
p8>R#9 Depth: 0.0
lsFfb'> Profile: ChannelPro_n=3.14
Tq#<Po $ .YC;zn ^ 7.加入水平平面波：
) !a$# "' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
@h(!<Ux_ Input field Transverse: Rectangular
r--;yEjWE X Position: 0.5
u~}%1 Direction: Negative Direction
4>_d3_ 1sn Label: InputPlane1
g}r^Xzd ; 2D Transverse:
G/(*foT8SE Center Position: 4.5
lY,/ W Half width: 5.0
@H+~2;B, Titlitng Angle: 45
y\Dn^ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
$3 vhddO 图2.波导结构（未设置周期）
9GPb$ gtx 6w!e?B2/% 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。
o8tS 将Linear2代码段修改如下:
h!Y?SO.b Dim Linear2
2&x7W* for m=1 to 8
PGY 9*0n Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
O#G|
~'., Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4 l1 i>_R Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{_7Hz,2U Linear2.SetAttr "Depth", "0"
A8!Ed$@ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9FNwp L'C Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
.+vd6Uc5a Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
VF= Z` Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
6F-JK 1i $+T YvA'N 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。
y;:]F|%< 图3.光栅布局通过VB脚本生成
E*^ 9 |Y[ >b43%^yii 设置仿真参数
piuKV U 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
2Y;!$0_rv 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
"uhV|Lk*7 TE simulation
0\ wi am- Mesh Delta X: 0.015
' =@r7g.2 Mesh Delta Z: 0.015
/ n8 psj Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
[ze/@29 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
<tW:LU(! Number of Anisotropic PML layers: 15
"Y(^F
bs 其它参数保持默认
Xy!&^C` J` 运行仿真
?} X }# • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
avy=0Jmj • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\n;g2/VjO • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'z-D%sCA Wvb Eh|y 远场分析
衍射波
Wxs>o sq 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
GmAj< /~ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
)2]a8JVf 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
9t}J|09i 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
wibwyzo 图4.远场计算对话框
4(8<w cL 9fMSAB+c% 5. 在远场对话框，设置以下参数：
{NV:|M ! Wavelength: 0.63
pX^=be_ Refractive index: 1.5+0i
6W:1>,xS Angle Initial: -90.0
k#?| yP: Angle Final: 90.0
lvx]jd\ Number of Steps: 721
U$%|0@`~ Distance: 100, 000*wavelength
2!idy]vy_ Intensity
Br&^09 S (FG^UA#' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
]<q'U> N 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
=+4 _j 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
