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：
wc"9A~ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Z?-;.G* •光栅布局
模拟和后处理分析
\e_IFISC 布局layout
@]*[c})/ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
B<Ol+)@,} 图1.二维光栅布局
SBC~QD>L+ >A<Df 用VB脚本定义一个2D光栅布局
gglf\)E;}E lBS"3s384 步骤：
46ILs1T 6 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
VDG|>#[! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 3eWJt\}?B Wafer Dimensions：
lHcA j{6 Length (mm): 8.5
s u}& ".e^ Width (mm): 3.0
f# 1/}Hq/I To pHE 2D wafer properties:
V- /YNRV Wafer refractive index: Air
XJc
,uj7 3 点击 Profiles 与 Materials.
, }KwP *:Z pKq ]X}[^c 在“Materials”中加入以下
材料：
9YAM#LBTWi Name: N=1.5
0',[J Refractive index (Re:): 1.5
#vtN+E d bCNhbN( Name: N=3.14
@$oZ|ZkZ Refractive index (Re:): 3.14
3EI]bmi~ r 5[4h'f 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
w=|py>% Name: ChannelPro_n=3.14
*<7l!# 2D profile definition, Material: n=3.14
>:%BNeO -A}zJBcR Name: ChannelPro_n=1.5
7 I@";d8~ 2D profile definition, Material: n=1.5
Yc|uD-y &f"T,4Oh 6．画出以下波导结构：
f\ 'T _ a. Linear waveguide 1
mzz$`M 1 Label: linear1
_H8*ReFG Start Horizontal offset: 0.0
S!`:E Start vertical offset: -0.75
iKhH ^V%j End Horizontal offset: 8.5
v$;@0t:;# End vertical offset: -0.75
*,0+RAS vq Channel Thickness Tapering: Use Default
sCkO0dl8 Width: 1.5
M1EOnq4- Depth: 0.0
Y([d;_#P Profile: ChannelPro_n=1.5
i-]U+m* yyjw?#\8 b. Linear waveguide 2
i y}xICt Label: linear2
'$?du~L- Start Horizontal offset: 0.5
~;8I5Sge Start vertical offset: 0.05
4v Lw?_". End Horizontal offset: 1.0
Y.NE^Vn0 End vertical offset: 0.05
dZDK7UL Channel Thickness Tapering: Use Default
T<6GcI>A Width: 0.1
x9&p!&*&IT Depth: 0.0
}vY.EEy! Profile: ChannelPro_n=3.14
Gc'M[9Mh M$H `^Pv 7.加入水平平面波：
#|?8~c;RWG Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
l
sr ?b Input field Transverse: Rectangular
!3V{2-y$- X Position: 0.5
f3 vF"O Direction: Negative Direction
oqYt/4^Q Label: InputPlane1
L#2ZMy
2D Transverse:
!D;c,{Oz Center Position: 4.5
NH4?q!'G Half width: 5.0
vY_eDJ~' Titlitng Angle: 45
%J!NL0x_ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ot }6D 图2.波导结构（未设置周期）
I0_Ecp #)]E8=} 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。
+`Pmq} ey 将Linear2代码段修改如下:
c 0ZaFJ Dim Linear2
dlR_ckp for m=1 to 8
r^5jh1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
p/&HUQQk Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
'yr{ ^Pek Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Du !._ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
(A4&k{C_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ZLrHZhP-+ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2M&$Wu u.q Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Mq'I kSt' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
]]PE#DD g $DE&J4K 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
" #v%3 6U 图3.光栅布局通过VB脚本生成
x*q35K^PE 3AeH7g4< 设置仿真参数
J^:n* C
1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U=QA e 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
(N aK3_ TE simulation
E}YI WTX Mesh Delta X: 0.015
hZU 1O Mesh Delta Z: 0.015
M1{(OY(G Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
y/tSGkMv 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
n NQ-"t Number of Anisotropic PML layers: 15
m 9t$ h 其它参数保持默认
H+x#gK2l 运行仿真
4Jykos2 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Y.-S=Y • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
no&-YktP} • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
T8Na]V5 JC2*$qu J 远场分析
衍射波
f^e&hyC
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
+|&0fGv;d9 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
GTAf 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
g~)3WfC$[ 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)
DFy1 bg 图4.远场计算对话框
-Qb0:]sV# 7 :U8 f: 5. 在远场对话框，设置以下参数：
zPE$ Wavelength: 0.63
m &/=&S Refractive index: 1.5+0i
bV6V02RF Angle Initial: -90.0
bVK$.*, Angle Final: 90.0
R=$Ls6z Number of Steps: 721
wW5Yw
i Distance: 100, 000*wavelength
#pA[k - Intensity
e=> % ^F 5[R?iS GL1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
(0C &z/ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
"b%FmM 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
