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：
P$,Ke< •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
NHE 18_v5 •光栅布局
模拟和后处理分析
cZ3v=ke^ 布局layout
[G3E%z 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
vih9 KBT 图1.二维光栅布局
4^d?D!j y1#1Ne_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
2~2 O V ,#K'PB4 E 步骤：
),!qTjD 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
=Esa vN 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xyxy` qR A Wafer Dimensions：
_"{Xi2@H Length (mm): 8.5
}-`4D Hgq Width (mm): 3.0
{.]7!ISl5 !n%j)`0M 2D wafer properties:
W%Fv p;\` Wafer refractive index: Air
K)P%;X 3 点击 Profiles 与 Materials.
rT>wg1: Vt oh L+ 在“Materials”中加入以下
材料：
Fj!U|l\_9 Name: N=1.5
*NQ/UXE Refractive index (Re:): 1.5
h
yIV.W/ ]_$[8#kg Name: N=3.14
mp3s-YfRc Refractive index (Re:): 3.14
o L<St$1 qJw_ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Yr|4Fl~U Name: ChannelPro_n=3.14
D43z9z-:L 2D profile definition, Material: n=3.14
AOx[ w2J<WC+_< Name: ChannelPro_n=1.5
8b=_Y; 2D profile definition, Material: n=1.5
TsZ@ Q59W#e ) 6．画出以下波导结构：
LIrb6g&xj_ a. Linear waveguide 1
>R=|Wo`Ri Label: linear1
UCW BYC+ Start Horizontal offset: 0.0
#A .@i+Zv Start vertical offset: -0.75
?@8[e9lLD End Horizontal offset: 8.5
{GUF; V
^ End vertical offset: -0.75
_vZOZKS+ Channel Thickness Tapering: Use Default
)`}:8y? Width: 1.5
;wD)hNLAvR Depth: 0.0
I}Q2Vu< Profile: ChannelPro_n=1.5
.wr>]yN rM "l@3hP b. Linear waveguide 2
}~q5w{_n Label: linear2
-{A<.a3P}= Start Horizontal offset: 0.5
D`AsRd Start vertical offset: 0.05
L0]_X#s># End Horizontal offset: 1.0
L%5% T;0'~ End vertical offset: 0.05
:Q q#Z Channel Thickness Tapering: Use Default
{XHh8_ ^& Width: 0.1
?% kV?eu' Depth: 0.0
\Og+ c% Profile: ChannelPro_n=3.14
y> (w\K9W C*l JrFpB 7.加入水平平面波：
'f|o{ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Dhv3jg;lq Input field Transverse: Rectangular
We z 5N X Position: 0.5
H']+L ~j Direction: Negative Direction
|&jXp%4T Label: InputPlane1
Aa]" 2D Transverse:
SY8C4vb'h Center Position: 4.5
O 9p| a%o Half width: 5.0
"I TIhnE Titlitng Angle: 45
8$|=P!7EO Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
aN=B] {! 图2.波导结构（未设置周期）
ze;KhUPRm RT5T1K08I 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。
1nOCQ\$l 将Linear2代码段修改如下:
|Ds=)S"
K Dim Linear2
Qei" '~1a for m=1 to 8
=qIyqbXz Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
cGD(.= Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
h7 I{
4 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
;=Us A B] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
5M_H
NWi4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
kNL\m[W8$ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
d5l UGRg Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
39jG8zr=Z[ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
vcd\GN*4f *9i{,I@ 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。
#89!' W 图3.光栅布局通过VB脚本生成
lHIM}~#;nd KY N0 设置仿真参数
yOKI*.} 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
&VcV$8k 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
l NBL4yM TE simulation
bJ;'`sw1 Mesh Delta X: 0.015
-`t^7pr Mesh Delta Z: 0.015
[fIg{Q Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
YAmb `CP 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
m#F`] { Number of Anisotropic PML layers: 15
3D(0=$ W 其它参数保持默认
{}Za_(Y,] 运行仿真
8KNZ](Dj • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4H<lm*! ^ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ri.I pRe • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
V47 0C@ Qw)c $93 远场分析
衍射波
as_PoCoss 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D#)b+ 7N- 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
:a)u&g @G 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
{qMIGwu 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
1!gbTeVlY 图4.远场计算对话框
<"|, "hA IaXeRq?< 5. 在远场对话框，设置以下参数：
tnG# IU
* Wavelength: 0.63
)>- =R5ZV Refractive index: 1.5+0i
K96<M);:g Angle Initial: -90.0
l/awS!Q/nF Angle Final: 90.0
0K2`-mL Number of Steps: 721
,4oo=&
Distance: 100, 000*wavelength
3%ZOKb"D* Intensity
n.G!43@*N @|%2f@h 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
baK$L;Xo: 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
8ITd Sg 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
