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：
!@z9n\Yj •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
voZaJ2ho/O •光栅布局
模拟和后处理分析
neEqw +#Z 布局layout
A[ P7hMn 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
!&U75FpN}: 图1.二维光栅布局
%pZT3dc K ZcA"HD% 用VB脚本定义一个2D光栅布局
`q}D#0 r9f- [wC 步骤：
TXB!Y!RG# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
(Q{JI~P 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 HS=w9:, Wafer Dimensions：
Rxy|Ag/I;V Length (mm): 8.5
o#FctM'Z Width (mm): 3.0
B;bP~e>W U#f* 2D wafer properties:
lg|6~=aQ
Wafer refractive index: Air
i3 js'?7E 3 点击 Profiles 与 Materials.
lr&2,p< e i2?H;H; 在“Materials”中加入以下
材料：
jnV#Q
; Name: N=1.5
{A}T^q!m] Refractive index (Re:): 1.5
r,eH7&P9{ }%KQrlbHJl Name: N=3.14
&tOo[U? Refractive index (Re:): 3.14
rbf5~sw&8+ h x^@aI 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ZPf&4#| Name: ChannelPro_n=3.14
R5sEQ| E 2D profile definition, Material: n=3.14
(
%s f wv B~o3Z Name: ChannelPro_n=1.5
x.gz sd 2D profile definition, Material: n=1.5
5T/+pC$e= -t_&H\_T 6．画出以下波导结构：
[CHN3&l-5S a. Linear waveguide 1
z {R
Mb Label: linear1
@Hj ]yb5 Start Horizontal offset: 0.0
r%: :q^b3 Start vertical offset: -0.75
} ll&EB End Horizontal offset: 8.5
0Y`+L6&UX End vertical offset: -0.75
2-S}#S}2C Channel Thickness Tapering: Use Default
^3HSw ?a" Width: 1.5
`@ Z$+ Depth: 0.0
e ,XT (KY Profile: ChannelPro_n=1.5
&'\-M6GW K%9!1' b. Linear waveguide 2
?r ;F'%N= Label: linear2
%~eu&\os Start Horizontal offset: 0.5
dhLd2WSyH Start vertical offset: 0.05
jhT/} "v End Horizontal offset: 1.0
E2hM L End vertical offset: 0.05
ca
&zYXy Channel Thickness Tapering: Use Default
Jn(|.eT| Width: 0.1
; <- f Depth: 0.0
.yDR2 sW Profile: ChannelPro_n=3.14
h<IAH Cz;( 8f,",NCgc 7.加入水平平面波：
&*Z)[Bl Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
>>=zkPy Input field Transverse: Rectangular
,9OER! $y X Position: 0.5
T&dc)t `o Direction: Negative Direction
}T%E;m- Label: InputPlane1
#E4oq9{0*W 2D Transverse:
,*$Y[U T Center Position: 4.5
EhW@iYL Half width: 5.0
W__$
i<1 Titlitng Angle: 45
'<"%>-^Gn Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
>U:-U"rA? 图2.波导结构（未设置周期）
"97sH_
, mv<cyWp 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。
fN`Prs A 将Linear2代码段修改如下:
USE! Dim Linear2
(>Sy, for m=1 to 8
T+V:vuK Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
45+kwo0 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
hzV%QDUpe Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
n`Ypv{+ {% Linear2.SetAttr "Depth", "0"
} BP.t$_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
@
/e{-Q Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
P@etT8| V Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
&sq q+&ao Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Dmtsu2o RZvRV?<bR 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
ylmVmHmc 图3.光栅布局通过VB脚本生成
S{cK~sZj +SFo2Wdr43 设置仿真参数
2J (,Xf 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
.>5E 4^$% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
?.I1"C,#VJ TE simulation
s 4 Uk5< Mesh Delta X: 0.015
5IG#-Q(6sp Mesh Delta Z: 0.015
6.v)q ,JL Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
\n0Gr\: 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
mqQ//$Y
Number of Anisotropic PML layers: 15
&>@EfW]( 其它参数保持默认
q_6 <}2m,U 运行仿真
!O,`Z`T? • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
9@(V!G • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
c5Hm94, p • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
cT JG 1'm ;>p{|^X0D 远场分析
衍射波
ds+0y;vc 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
}8'bXG+ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
6r5<uZ9w_X 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
[ MM`#!K% 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
G{s
q|1 图4.远场计算对话框
xirZ.wj W LZpqv~av 5. 在远场对话框，设置以下参数：
o
3 G* Wavelength: 0.63
mVyF M -` Refractive index: 1.5+0i
3}?]G8iL?L Angle Initial: -90.0
LwCf}4u" Angle Final: 90.0
1`&"U[{ Number of Steps: 721
,3ivB8 Distance: 100, 000*wavelength
^X?3e1om Intensity
s4\_%je<v ~p/1
9/ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
dBp)6ok#c 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
_$qH\>se 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
