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：
:J`!'{r •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
PBs<8xBx^ •光栅布局
模拟和后处理分析
z83:a) U 布局layout
8}oDRN!J 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
z#J/*712 图1.二维光栅布局
,N7l/6 a61eH )a 用VB脚本定义一个2D光栅布局
^1 ,Eo2yN [9U srpYi 步骤：
P>T*:!s ; 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
@!a]qAt 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 v~2X Gm Wafer Dimensions：
: z} _y&] Length (mm): 8.5
, q@(L Width (mm): 3.0
/ 9+A97{ SxW}Z_8x 2D wafer properties:
D
,ZNh1xt Wafer refractive index: Air
]<;i} n|
< 3 点击 Profiles 与 Materials.
tbzvO< ~ :IT U0%;!+ 在“Materials”中加入以下
材料：
u1|P '>;lF Name: N=1.5
'Tf#S@o Refractive index (Re:): 1.5
&]yJCzo] W3V{Xk| Name: N=3.14
'oiD#\t4 Refractive index (Re:): 3.14
g . Caapy x$5nLS2. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
)47j8jL Name: ChannelPro_n=3.14
LJNie* 2D profile definition, Material: n=3.14
gj egzKU mf]( 3ZL Name: ChannelPro_n=1.5
@2~O^5[> 2D profile definition, Material: n=1.5
aC8,Y$>?E` }M9DqZ;I 6．画出以下波导结构：
&^ 3~=$
a. Linear waveguide 1
[%iUg\'7d Label: linear1
KG-k$glD Start Horizontal offset: 0.0
@Uj _+c
q Start vertical offset: -0.75
x :n9dm End Horizontal offset: 8.5
;[OJ-|Q End vertical offset: -0.75
jRdhLs,M9 Channel Thickness Tapering: Use Default
A D}}>v Width: 1.5
O^R:_vb3I Depth: 0.0
IQlw 914
Profile: ChannelPro_n=1.5
AeY$.b K* _{Rs0P b. Linear waveguide 2
Z}K.^\S9 Label: linear2
Rd vPsv} D Start Horizontal offset: 0.5
ycl>git] Start vertical offset: 0.05
"\zj][sL End Horizontal offset: 1.0
5 <)gCHa End vertical offset: 0.05
KXx@
{cv Channel Thickness Tapering: Use Default
N+C)/EN$ Width: 0.1
wKi}@|0[@ Depth: 0.0
C{`^9J- Profile: ChannelPro_n=3.14
LG Y!j_bD A1|7( Sow 7.加入水平平面波：
l)i &ATvCE Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
I_zk' Input field Transverse: Rectangular
RvPniT(<? X Position: 0.5
$&xuVBs Direction: Negative Direction
:?$Sb8OuIL Label: InputPlane1
oc3dd "8}@ 2D Transverse:
@tE &<[e Center Position: 4.5
N
o_$!)J. Half width: 5.0
[V2omSZo Titlitng Angle: 45
<w UD Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
(DG@<K,6 图2.波导结构（未设置周期）
co$Hi9JE o8};e 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。
l`v
+sV^1 将Linear2代码段修改如下:
7z/(V\9B Dim Linear2
^&`sWO@= for m=1 to 8
WbC0H78] Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
7Ykj#"BZ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
aDN6MZ M Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
L Xh@o1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
hs!UX=x| Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
|5}rX!wS4 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
,c ,Xd Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
H}) Dcg3 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
}@rg5$W .g/ARwM} 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。
Xq 8uY/j 图3.光栅布局通过VB脚本生成
(C-,ljY z`emKFbv 设置仿真参数
97qtJ(ESI 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
J{Y6fHFi 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
F,p`- m[q TE simulation
e5qrQwU Mesh Delta X: 0.015
u%6Ird x Mesh Delta Z: 0.015
c N02roQl Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&Q-[; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
a"0B?3*r46 Number of Anisotropic PML layers: 15
[+g ( 其它参数保持默认
/v}P)& 运行仿真
(R4PD • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
E^Q@9C<! d • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Af2=qe • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
kq) +@p ~q0I7M 远场分析
衍射波
H v8SYQ| 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
'O.+6`& 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
y-w2O] 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
`ir&]jh.A 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)
@k=cN>ZMc 图4.远场计算对话框
U0NOU# >.DF"]XM 5. 在远场对话框，设置以下参数：
F^ I\X Wavelength: 0.63
1*C:h g@ Refractive index: 1.5+0i
f,St h7y Angle Initial: -90.0
89LpklD Angle Final: 90.0
w{k1Y+1 Number of Steps: 721
(NGu9uJs Distance: 100, 000*wavelength
i0k+l Intensity
Jt##rVN rPRrx-A 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
$7Jfb<y 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
|HrM_h<X 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
