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：
,|c_l) •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
EGMcU| yL •光栅布局
模拟和后处理分析
s^v,i
CH { 布局layout
;NP b 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
I~T?tm 图1.二维光栅布局
{k]VT4/ ,!py
n<_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
O 1X
! Ia"bP` L 步骤：
Vis?cuU/ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
i\eykYc, 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0UB'6wRVo Wafer Dimensions：
U&a]gkr Length (mm): 8.5
nMbV{h , Width (mm): 3.0
E|Lh$9XONA LtvyWc` 2D wafer properties:
hP#&]W3: Wafer refractive index: Air
JuI,wA 3 点击 Profiles 与 Materials.
f3 h9CV J/*[wj 在“Materials”中加入以下
材料：
Z,&ywMm /G Name: N=1.5
bcE DjLXq Refractive index (Re:): 1.5
wIiT
:o _0` O } Name: N=3.14
\^:f4Z T Refractive index (Re:): 3.14
8ksDXf`. Ywr {/ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
?k?Hp:8?= Name: ChannelPro_n=3.14
yI;Q b7|^ 2D profile definition, Material: n=3.14
d$Xvax,C cK } Qu Name: ChannelPro_n=1.5
\dMsv1\ 2D profile definition, Material: n=1.5
jHZ<G c Aws
TDM 6．画出以下波导结构：
O#|E7; a. Linear waveguide 1
m1 hf[cg Label: linear1
8| /YxF< Start Horizontal offset: 0.0
5f5`7uVJF Start vertical offset: -0.75
#75;%a8 End Horizontal offset: 8.5
w$!n8A qs End vertical offset: -0.75
W2k~N X#@ Channel Thickness Tapering: Use Default
,O+7nByi[V Width: 1.5
3N21[i2/m Depth: 0.0
KP(Bu0S
Profile: ChannelPro_n=1.5
>j?uI6Uw dd+).* b. Linear waveguide 2
s'^#[%EgB Label: linear2
|g{AD` Start Horizontal offset: 0.5
5*r6#[S\ Start vertical offset: 0.05
1 ,J. End Horizontal offset: 1.0
T_dd7Ym'8 End vertical offset: 0.05
cG'Wh@ Channel Thickness Tapering: Use Default
YGO@X(ej, Width: 0.1
90!Ib~7zH Depth: 0.0
^s*} 0 Profile: ChannelPro_n=3.14
zl[JnVF\6 |"<
I\Vs: 7.加入水平平面波：
G Xl?Zg Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
>seB["C Input field Transverse: Rectangular
`4qKQJw X Position: 0.5
9 lxT5Wg Direction: Negative Direction
1 DP)6{x Label: InputPlane1
d w|0K+-PH 2D Transverse:
]lY9[~
v Center Position: 4.5
^q` *!B 9@ Half width: 5.0
P. :T
zk6 Titlitng Angle: 45
NC }#P< U Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ZIp=JR8o$ 图2.波导结构（未设置周期）
QFYy$T+W 5PPpX = \ 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。
|*5nr5c_L 将Linear2代码段修改如下:
K;l'IN"N Dim Linear2
"q .uiz+1: for m=1 to 8
!)=o,sVA Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
a5M>1&j/eC Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Q:\hh=^ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
4o3GS8 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}t'^Au`X Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
M}Mzm2d#` Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
M\f0
=`g Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
rzHa&:Y Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
[
UJj*n 08a|]l 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。
!*g AGt_ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,GIqRT4K MVdx5,t 设置仿真参数
#Au&2_O 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
N3<Jh 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Cd O-xL6F TE simulation
a y4xOwcR Mesh Delta X: 0.015
f,>i%. Mesh Delta Z: 0.015
?xZm m%JF Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
s BnPS[Oo 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
8B/9{8 Number of Anisotropic PML layers: 15
m5N&7qgp 其它参数保持默认
lv*uXg.k^ 运行仿真
}HorR2(`N • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
(?y2@I} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
p%1m&/ `F • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ud D[hPJd us%RQ8=k 远场分析
衍射波
9lCKz
!E 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
4
G[hU4L 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
[Gy'0P(EQ 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
zP}v2 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)
N-E`go 图4.远场计算对话框
-d'|X`^nE "lf3hWGw 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ai 18]QD- Wavelength: 0.63
I; H9<o 5 Refractive index: 1.5+0i
a HL '(< Angle Initial: -90.0
ZF (=^.gc Angle Final: 90.0
RJ4ml W Number of Steps: 721
T9-a
uK0d Distance: 100, 000*wavelength
0K0=Ob^(e Intensity
/ASI 0h
Tpx,41(k 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
^\jX5)2{ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
+lJ]-U|P 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
