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：
16 L"^EYq •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
YT][\x •光栅布局
模拟和后处理分析
u !M& ;QL 布局layout
KjC[q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
o16d`}/< 图1.二维光栅布局
@::lJDGVv :bI,rEW#_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
TX&[;jsj BL7>dZOa 步骤：
mqubXS;J|P 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
NWeV>;lh9 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 @PKAz&0 Wafer Dimensions：
Zi
ma^IL Length (mm): 8.5
@kS|J z$iY Width (mm): 3.0
OW?uZ <z x 4@MO|C 2D wafer properties:
O0-> sR Wafer refractive index: Air
3Nc'3NPQ' 3 点击 Profiles 与 Materials.
rYD']%2 B5 D3_ iX] 在“Materials”中加入以下
材料：
gNG.l Name: N=1.5
B EFe~* ~ Refractive index (Re:): 1.5
,nI_8r"M> Tq.MubaO Name: N=3.14
P>>f{3e. Refractive index (Re:): 3.14
'
l|41wxk xP XoJN 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
CZF^Wxk Name: ChannelPro_n=3.14
|{zHM2 3gD 2D profile definition, Material: n=3.14
g9M')8a n u<$S> Name: ChannelPro_n=1.5
q/A/3 / 2D profile definition, Material: n=1.5
?0? x+ F@B 6．画出以下波导结构：
HI}pX{.\ a. Linear waveguide 1
nZ" {y Label: linear1
-/@|2!d Start Horizontal offset: 0.0
7YoofI Start vertical offset: -0.75
.i1jFwOd|G End Horizontal offset: 8.5
0~Um^q*'3 End vertical offset: -0.75
`\Uc4lRS Channel Thickness Tapering: Use Default
+Z Y2a7uI Width: 1.5
L[ `R8n1C Depth: 0.0
' #;,oX~5 Profile: ChannelPro_n=1.5
' m C3&17O6 b. Linear waveguide 2
0f_66` Label: linear2
v(i1Z}*b Start Horizontal offset: 0.5
4he v
; Start vertical offset: 0.05
+s#S{b End Horizontal offset: 1.0
F<6KaZ| End vertical offset: 0.05
=x|##7 Channel Thickness Tapering: Use Default
?j &V:kF Width: 0.1
@m*&c* r Depth: 0.0
nF|#@O`1 Profile: ChannelPro_n=3.14
sURUQ H QCZ,K" y 7.加入水平平面波：
E
geG,/-` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
UchALR^5 Input field Transverse: Rectangular
]#v vlM>/ X Position: 0.5
w`H.ey Direction: Negative Direction
o[5=S,' Label: InputPlane1
{hkM*:U 2D Transverse:
u5 [1Z|O Center Position: 4.5
S3%.-)ib Half width: 5.0
pko!{,c Titlitng Angle: 45
X
,V= od> Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
{hW
+ ^ 图2.波导结构（未设置周期）
xi Ov$.@q ]be 0I) 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
@lb=-oR!~ 将Linear2代码段修改如下:
SX1Fyy6
w Dim Linear2
B|Rpm^ | for m=1 to 8
[%gK^Zt Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
g]EQ2g_N1 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
a'*5PaXU@/ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
k1QpX@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
_qO;{%r Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
a"v"n$ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
lOowMlf@2 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
?{ 8sT-Z-L Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
( hRgYwUa< f)u*Q!BDD 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。
u8{@PlS 图3.光栅布局通过VB脚本生成
} kh/mq (Fbm9(q$d 设置仿真参数
D7gX,e 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
. ,d$%lN 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
3isXgp8 TE simulation
VOo wA^ Mesh Delta X: 0.015
XNkQk0i;g& Mesh Delta Z: 0.015
=
C$ @DNEc Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Rsa\V6N> 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
-Y
6.?z Number of Anisotropic PML layers: 15
82Z[eo 其它参数保持默认
Y*5@|Q 运行仿真
^2Fs)19R • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
web8QzLLB • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
5tg ILxSK • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
KL:6P-3 61s2bt# 远场分析
衍射波
' 5OVs:)"^ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
?hry=I(7r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Up!ZCZ$RC 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
}jyS\drJ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
Im' :sJ31 图4.远场计算对话框
f!uA$uL c E{+c*sz 5. 在远场对话框，设置以下参数：
`DWi4y7 Wavelength: 0.63
yuy+}]uB@ Refractive index: 1.5+0i
\^; |S Angle Initial: -90.0
1K*f4BnDr~ Angle Final: 90.0
0Z 1H6qn Number of Steps: 721
q. ,p6D Distance: 100, 000*wavelength
r:8]\RU Intensity
#0YzPMV e8P!/x-y 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`1[ Sv" 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Hq"<vp 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
