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：
1> 'xmp+# •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
LKsK!X •光栅布局
模拟和后处理分析
=}OcMM`f 布局layout
Q*W$!ZUT 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
"wj~KbT}& 图1.二维光栅布局
3'x mq Xwz'h;Ks_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"x4} FQ @@ =e-d 步骤：
j|DjO?._' 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
<6ST w 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,: Z7P@
Wafer Dimensions：
(4Ha 'uqz Length (mm): 8.5
l " , X Width (mm): 3.0
'X P +&*Ybbhb 2D wafer properties:
Rl[SqmnI)@ Wafer refractive index: Air
T;1aL4w" 3 点击 Profiles 与 Materials.
myqQqVW 3(
o~|% 在“Materials”中加入以下
材料：
D`hg+64} Name: N=1.5
~ @%#eg Refractive index (Re:): 1.5
FC
q&- a? ]~Sw"@ Name: N=3.14
()ZP =\L Refractive index (Re:): 3.14
eQ80Kf~ \o<&s{ 6L 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
|gwGCa+ Name: ChannelPro_n=3.14
,c6c =di 2D profile definition, Material: n=3.14
30<3DA_P dCO7"/IHW Name: ChannelPro_n=1.5
L5n /eg:Q 2D profile definition, Material: n=1.5
' )~G2Ys `^'0__<M 6．画出以下波导结构：
u Xm}THI a. Linear waveguide 1
B]wfDUG Label: linear1
L ',7@W Start Horizontal offset: 0.0
@M=\u-jJ. Start vertical offset: -0.75
~^v*f End Horizontal offset: 8.5
Ur,{ZGm End vertical offset: -0.75
fK; I0J Channel Thickness Tapering: Use Default
(Nn)_caVb Width: 1.5
@tVl8]y Depth: 0.0
(AswV7aGe Profile: ChannelPro_n=1.5
'da$i >fx/TSql:J b. Linear waveguide 2
Np>0c -S Label: linear2
]~kgsI[E Start Horizontal offset: 0.5
RWdx) qj{ Start vertical offset: 0.05
T&u25"QOf End Horizontal offset: 1.0
GK[[e~#u End vertical offset: 0.05
F ,h}HlU Channel Thickness Tapering: Use Default
y;ymyy& Width: 0.1
a{+;&j[! Depth: 0.0
r`A|2(h5B Profile: ChannelPro_n=3.14
6bd{3@ fk'DJf[M 7.加入水平平面波：
.Dt.7 G Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{ 9|S,< 9 Input field Transverse: Rectangular
)O$T; U X Position: 0.5
^y2}C$1V Direction: Negative Direction
'=1@,Skj- Label: InputPlane1
n~'cKy )m 2D Transverse:
*# ; Center Position: 4.5
Tk:%YS;= Half width: 5.0
qd@F b* Titlitng Angle: 45
^9`~-w Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
=:(<lKf,<F 图2.波导结构（未设置周期）
yPT\9 "/ 3Nk
) 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。
wOr pp3I 将Linear2代码段修改如下:
x4[
Fn3JL Dim Linear2
I^!c1S for m=1 to 8
of0 hJR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
41^
$ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
?RU_ SCp- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
XE?,)8 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
y0\ = F Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
L,* # Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
zD):
yEc Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Na{&aqdz Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
#r;uM+ W0s3nio 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。
2X|nPhNi 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0&2eiMKG?n L^{wxOf&6E 设置仿真参数
Ahrtl6@AS 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U'Fc\M5l/l 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
jU_#-< 'r TE simulation
mcLxX'c6<h Mesh Delta X: 0.015
MVZ9x% Mesh Delta Z: 0.015
[K#pU:lTH Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
!AFii:# 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
A =l1_8,`h Number of Anisotropic PML layers: 15
* Fz#x{zt 其它参数保持默认
A S]jJc^ 运行仿真
L0>w|LpRc • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
S<nbNSu6+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~)%D iGW& • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
;%Rp=& J <hzu Pi@ 远场分析
衍射波
T8 \%+3e. 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
#u$ Z/, 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
n%I 9l] 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
TDY =! 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)
(5&l<u"K~ 图4.远场计算对话框
"MU) 8$d sZYTpZgW4L 5. 在远场对话框，设置以下参数：
LAPC L&Z Wavelength: 0.63
]] lM) Refractive index: 1.5+0i
+ e( (! Angle Initial: -90.0
6u ubkt Angle Final: 90.0
~R\U1XXyUY Number of Steps: 721
g@IYD Distance: 100, 000*wavelength
tqT-9sEXX. Intensity
["XS|"D M ff<ad l- 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
@d_;p<\l 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
p="K4E8~H 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
