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：
)wNP(
@$L •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
~s5SZK* •光栅布局
模拟和后处理分析
|DsnNk0c 布局layout
7.`fJf? 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
-a-(r 'Qc( 图1.二维光栅布局
l]5w$dded~ s-v 用VB脚本定义一个2D光栅布局
nvPwngEQm g1( IR)U!z 步骤：
>vA2A1WhW 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
AA7C$;Z15~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 #_u~/jhX Wafer Dimensions：
Y0X-Zqk' Length (mm): 8.5
?E c7" hK Width (mm): 3.0
G["c\Xux
XcjRO#s\ 2D wafer properties:
: ijAqfX Wafer refractive index: Air
' MxrQ;|S 3 点击 Profiles 与 Materials.
}+sT4'Ah> 6AhM =C 在“Materials”中加入以下
材料：
ej"+:. "\e Name: N=1.5
d m`E!R_ Refractive index (Re:): 1.5
lg&t8FHa; qo|WXwP2 Name: N=3.14
~Rr~1I&mR, Refractive index (Re:): 3.14
4H/fP]u ,l)^Ft`5 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
zO iu5 Name: ChannelPro_n=3.14
%QP0 2D profile definition, Material: n=3.14
`V04 \05 [)TRTxFb Name: ChannelPro_n=1.5
j{Q9{} < e 2D profile definition, Material: n=1.5
bR)(H%I 0ik7v<: 6．画出以下波导结构：
t)}scf&^x a. Linear waveguide 1
^t#&@ -'(d Label: linear1
a5 TioQ Start Horizontal offset: 0.0
l~$+,U&XNe Start vertical offset: -0.75
%B.yW`,X End Horizontal offset: 8.5
J
G{3EWXR End vertical offset: -0.75
_BP&n Channel Thickness Tapering: Use Default
AQwdw>I-FX Width: 1.5
+csi[c)3E Depth: 0.0
U3dwI:cG Profile: ChannelPro_n=1.5
(:> ,u*x% W}mn}gTQ b. Linear waveguide 2
W@I|Q - Label: linear2
XSyHk"g` Start Horizontal offset: 0.5
:Nz2z[W$ Start vertical offset: 0.05
ZNvEW End Horizontal offset: 1.0
O[ef#R! End vertical offset: 0.05
"L&#lfOKG Channel Thickness Tapering: Use Default
L bmawi^ Width: 0.1
^0 \ Depth: 0.0
j=r P:# Profile: ChannelPro_n=3.14
LHo3
Niy. " , KCCis 7.加入水平平面波：
yL-YzF2 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Yz + ZY Input field Transverse: Rectangular
#;2n;.a X Position: 0.5
t, +nQ9 Direction: Negative Direction
|$
lM#Ua Label: InputPlane1
z)r =+ - 2D Transverse:
4J/}]Dr5 Center Position: 4.5
SS WP~
t Half width: 5.0
yj.7'{mA Titlitng Angle: 45
hJpxf,?'K Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Eu@huN*/ 图2.波导结构（未设置周期）
}%{LJ}\Px D rY:9[LP 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。
2Tp1 n8FV 将Linear2代码段修改如下:
?Yth0O6?sb Dim Linear2
/n{omx for m=1 to 8
+{f:cea (1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
UKT%13CO4U Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ORJIo Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
p o2! Linear2.SetAttr "Depth", "0"
67G?K;)e Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Vg>dI&O Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
b((M)Gz Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/YMj-S_b~ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
tne S T . >\P@^ h] 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。
ol dA#sA$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!W}9no # Oc ]
@ 设置仿真参数
yDegcAn? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
q=Sgk>NA 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
pS'FI@.'{ TE simulation
_M`--.{\O[ Mesh Delta X: 0.015
~O
oidKT Mesh Delta Z: 0.015
J$GUB3
G Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
~5%W:qwQ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
i%#+\F.& Number of Anisotropic PML layers: 15
U4C 9<h& 其它参数保持默认
q$Zh@ 运行仿真
"!ug_'VW • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7e|s
wJ>4 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$0>60<J • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$j5K8A d 1Z+8r 远场分析
衍射波
yW1)vD7 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>>t@}F) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
i1NY9br 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
j7$e28|_n 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)
jHE}q E~>5 图4.远场计算对话框
w[zjerH3 v1+3}5b'uF 5. 在远场对话框，设置以下参数：
IEsEdw]aZE Wavelength: 0.63
59Xi3KY Refractive index: 1.5+0i
ao1(]64X" Angle Initial: -90.0
Dwr)0nk Angle Final: 90.0
ODNM+#} ` Number of Steps: 721
=[cS0Sy Distance: 100, 000*wavelength
n 22zq6m Intensity
bMg(B-uF7 4:$4u@ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
6}[I2F_^ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
cl[ BF'.H 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
