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：
_>; W z7 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
wSTul o: 9 •光栅布局
模拟和后处理分析
pN%&`]Wev 布局layout
o%$.8)B9F 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
C9 n%!()> 图1.二维光栅布局
fd \RS1[ <\aeC2~M 用VB脚本定义一个2D光栅布局
a:h<M^n049 S(Yd.Sp 步骤：
>gk_klLh 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
:gh[BeqQ) 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [. 5m}V Wafer Dimensions：
6[> lzEZ Length (mm): 8.5
k9^Hmhjw Width (mm): 3.0
2@&r!Q|1vR P#,u9EIJ 2D wafer properties:
SUncQJJ0S* Wafer refractive index: Air
BX,)G HE 3 点击 Profiles 与 Materials.
yB*,)x0
@ )+E[M!34 在“Materials”中加入以下
材料：
0+1wi4wy/ Name: N=1.5
6o 3
bq| Refractive index (Re:): 1.5
La26"C"X VM"cp C_8 Name: N=3.14
&NE e-cb[ Refractive index (Re:): 3.14
<j'V}|3 l>?c AB[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
|?` 5 ~f Name: ChannelPro_n=3.14
[4Z 31v> 2D profile definition, Material: n=3.14
U@lc 1# lfGyK4: Name: ChannelPro_n=1.5
u2 V-V#jS 2D profile definition, Material: n=1.5
9(CvGzco < kIrrbD 6．画出以下波导结构：
g*| j+ <:7 a. Linear waveguide 1
5Wt){rG0Z Label: linear1
f- = \qSo Start Horizontal offset: 0.0
m7 =$*1k Start vertical offset: -0.75
I UcL* End Horizontal offset: 8.5
iHK~?qd} End vertical offset: -0.75
Nkdv'e\ Channel Thickness Tapering: Use Default
S;Bk/\2 Width: 1.5
h6
\P&Z Depth: 0.0
;t`
?| Profile: ChannelPro_n=1.5
A KNx~!%2 DHidI\*gT b. Linear waveguide 2
gt&|T
j Label: linear2
|.IH4
K Start Horizontal offset: 0.5
X|M!Nt0' Start vertical offset: 0.05
Qy,^'fSN End Horizontal offset: 1.0
kmuksT\)a
End vertical offset: 0.05
?0tg}0| Channel Thickness Tapering: Use Default
"}]`64? Width: 0.1
R#(0C(FI^ Depth: 0.0
T :|/ux3 Profile: ChannelPro_n=3.14
.b :!qUE^ 7\u+%i;YZ 7.加入水平平面波：
SGd]o"VF Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
d1/emwH Input field Transverse: Rectangular
6 Z/`p~e X Position: 0.5
]`E+HLEQ' Direction: Negative Direction
Nz{dnV{&x; Label: InputPlane1
Ycm)PU [" 2D Transverse:
e jRK-! Center Position: 4.5
^\)a[OW p Half width: 5.0
5:Qz Titlitng Angle: 45
."K>h3(&V Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
X@nBj;
图2.波导结构（未设置周期）
_Fb}zPU! _MBa&XEM 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。
<J[ le= 将Linear2代码段修改如下:
C
\ Cc[v Dim Linear2
F c[KIG3@ for m=1 to 8
yI w}n67 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
> =>/ ~dIb Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
a(Y'C`x Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
|J`EM7qMK Linear2.SetAttr "Depth", "0"
J=V Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
h#rP]o@ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
.@dC]$2= Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<sdgL+&1h Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
(Guzj *1 2 2Fc L-? 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
c, UJ uCZ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
H g+<GML Q&m85'r5X 设置仿真参数
Re%[t9 F& 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
vr!J3H f 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
[f 6uwp TE simulation
<+8'H:w z Mesh Delta X: 0.015
,'NasL8?We Mesh Delta Z: 0.015
5 s7BUT Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
E}^V@ :j> 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Z \$Hg G Number of Anisotropic PML layers: 15
VJ*1g+c 其它参数保持默认
K2 m>D=w 运行仿真
&\zYbGU • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
3CUQQ_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Z[vx0[av& • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
uf( ayDE P \7DA4] 远场分析
衍射波
9O[IR)O~ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Da^q9,| 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Q @}$b(b 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
BU
nujC 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)
x" r0<RK 图4.远场计算对话框
yCX5
5: J,a&"eO Z 5. 在远场对话框，设置以下参数：
<y 4(!z" Wavelength: 0.63
WR+j?Fcf Refractive index: 1.5+0i
u09Tlqh0 3 Angle Initial: -90.0
Bz+oM N#XJ Angle Final: 90.0
uH_KOiF Number of Steps: 721
HC0juT OiO Distance: 100, 000*wavelength
sA0 Ho6 Intensity
wG3 L+[, aRd~T6I 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
b3N IFKw 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
1nVQYqT _ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
