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 +\I4oFN •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
\|BtgT *$b •光栅布局
模拟和后处理分析
eL JW 布局layout
..UmbJJ.u 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
R!0O[i 图1.二维光栅布局
UBs'3M dy-m9fc 6% 用VB脚本定义一个2D光栅布局
/zMiy? tH, }_Bp 步骤：
j!B + Q 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
8fKt6T 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 U2\g
Kg[-Q Wafer Dimensions：
>KH.~Jfy Length (mm): 8.5
sDTCV8"w Width (mm): 3.0
L,*2t JcC< ,-m yR1} 2D wafer properties:
V%g$LrLVe Wafer refractive index: Air
NVU @m+m ~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
@(Wx(3JR?} 6T! *YrS 在“Materials”中加入以下
材料：
;:,hdFap Name: N=1.5
P95U { Refractive index (Re:): 1.5
"toyfZq@ <k-& Lh:o3 Name: N=3.14
0 %+S@_| Refractive index (Re:): 3.14
%W~Kx_ Ch%W
C , 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/.9j$iK# Name: ChannelPro_n=3.14
X|^E+
`M4 2D profile definition, Material: n=3.14
I:CnOpR>A ~KHGh29 Name: ChannelPro_n=1.5
_)
k=F= 2D profile definition, Material: n=1.5
Ox7v*[x' .I$ Q3%s 6．画出以下波导结构：
J@PwN^` a. Linear waveguide 1
`9E:V= Label: linear1
-CtLL _ I Start Horizontal offset: 0.0
:# s 6, Start vertical offset: -0.75
8,=N~(pd` End Horizontal offset: 8.5
jq:FDyOAW End vertical offset: -0.75
(JHzwI8+ Channel Thickness Tapering: Use Default
23?\jw3w Width: 1.5
$ "1Unu&P Depth: 0.0
/yPFts_q Profile: ChannelPro_n=1.5
@8E mY,{; h}r* b. Linear waveguide 2
0h/gqlTK1 Label: linear2
`T7gfb%1-3 Start Horizontal offset: 0.5
R_ymTB}<t( Start vertical offset: 0.05
A:PQIcR;V End Horizontal offset: 1.0
^ZV1Ev8T6 End vertical offset: 0.05
H^z6.!$m Channel Thickness Tapering: Use Default
JJ`RF Width: 0.1
d2`m 0U Depth: 0.0
Oya:{d&= Profile: ChannelPro_n=3.14
piKYO +;W' 4>eY/~odq] 7.加入水平平面波：
RnC96"";R. Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
z(b0U6)qQ Input field Transverse: Rectangular
AdB B#zd X Position: 0.5
8oiO:lyLSt Direction: Negative Direction
>]K:lJ]l Label: InputPlane1
VM=A#} 2D Transverse:
%EkV-%o* Center Position: 4.5
l)tK/1 W Half width: 5.0
&x6Z=|Ers Titlitng Angle: 45
{R<0 'JU Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
2L " $p? 图2.波导结构（未设置周期）
C#{s[l \] g$ bbm}6S 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。
h 6J0b_3h4 将Linear2代码段修改如下:
Z Ea r~ Dim Linear2
tQ0iie1Ys for m=1 to 8
j#L "fW^GM Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
uqe{F+;8& Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Y~z3fd Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
K;kaWV Linear2.SetAttr "Depth", "0"
mU0j K@^&M Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&/QdG= r + Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
XgR rJ. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tgmG#b* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
eaLR-+vEB Su.imM! 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。
OBrbWXp@ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
` w/:o$& v:/+Oz Y 设置仿真参数
.}IxZM[}D 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@CGci lS= 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ab"6]%_ TE simulation
7|$cM7 _r Mesh Delta X: 0.015
' cM2]< Mesh Delta Z: 0.015
tF lLKzi U Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
'"u>;Bq 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
l
Ozi| Number of Anisotropic PML layers: 15
eh4` a<gC 其它参数保持默认
]`@= ;w 运行仿真
bu[PQ sT • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
_cPG S=Ew • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
((K NOa5 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
+,oEcCi Pn?Uj j v 远场分析
衍射波
R"@J*\;$T 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Tfasry9'8 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
%LI[+#QE 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
2AYV9egZ 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)
9Q\CJ9 图4.远场计算对话框
/~s Nx %{M_\ Ae# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
%Xe#'qNq) Wavelength: 0.63
War<a#0 Refractive index: 1.5+0i
kH;DAphk Angle Initial: -90.0
t2 bv
nh Angle Final: 90.0
_FpZc ?= Number of Steps: 721
k OYF]^uJ Distance: 100, 000*wavelength
K<k!sh Intensity
B=<>OYH 2 pr #qh8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~yX8p7qr 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
(L`7-6e(Ab 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
