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：
_WX tB# •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
G)v
#+4 •光栅布局
模拟和后处理分析
} :=Tm]S 布局layout
&`0/CV 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
&F STpBu 图1.二维光栅布局
D(-y jY8aG FIxFnh3~ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
HK|ynBAo &nBa=Enf 步骤：
%NL^ WG: 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
xk&Jl#v 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 l2N]a9bq@ Wafer Dimensions：
$/!{ OU.t` Length (mm): 8.5
>h0- ; Width (mm): 3.0
`W/sP \3 "BX! 2D wafer properties:
/|6;Z}2 Wafer refractive index: Air
3 gd&i 3 点击 Profiles 与 Materials.
[q !T Iq Xp0F
[>h 在“Materials”中加入以下
材料：
M% jPH Name: N=1.5
Xd^\@
Refractive index (Re:): 1.5
( Jz;W<E ~3uP6\F Name: N=3.14
" )=X4]D Refractive index (Re:): 3.14
T)r9-wOq |2{wG 4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
M1KqY: 9E Name: ChannelPro_n=3.14
>j D[X5Y 2D profile definition, Material: n=3.14
,#p XpAz/ }.s~T# v Name: ChannelPro_n=1.5
E[Cb|E 2D profile definition, Material: n=1.5
Z+@2"%W x?&$ ci 6．画出以下波导结构：
xyI}y(CN1 a. Linear waveguide 1
"etPT@gF Label: linear1
O)vp~@ | Start Horizontal offset: 0.0
E*+{t~ Start vertical offset: -0.75
fW?o@vlO End Horizontal offset: 8.5
/Q~i~B 2j- End vertical offset: -0.75
\L"kV !> Channel Thickness Tapering: Use Default
+SwR+H)? Width: 1.5
KEWTBBg Depth: 0.0
B
~O Z2-~ Profile: ChannelPro_n=1.5
T#>7ub KZ/=IP = b. Linear waveguide 2
w K}T`*k Label: linear2
rS;Dmm Start Horizontal offset: 0.5
x&0vKo; Start vertical offset: 0.05
P-9<YN End Horizontal offset: 1.0
1')%`~ End vertical offset: 0.05
&Y }N|q- Channel Thickness Tapering: Use Default
<_7*67{ Width: 0.1
BqT y~{)+ Depth: 0.0
N0r16# -g Profile: ChannelPro_n=3.14
?"g!
P
Y 7.加入水平平面波：
*6VF
$/rP Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
8SGo9 [U2 Input field Transverse: Rectangular
O&Y*pOg X Position: 0.5
' ET~ Direction: Negative Direction
MjU6/pO}L Label: InputPlane1
9g mW&{6q 2D Transverse:
RN e^;
B Center Position: 4.5
c I4K+ Half width: 5.0
\ZkA>oO". Titlitng Angle: 45
BBev< Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ma Nl^i 图2.波导结构（未设置周期）
5rU[ T ir JT!9\i 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
X< I+&Zi 将Linear2代码段修改如下:
Y/*m US[oa Dim Linear2
,=[?yJy for m=1 to 8
s6@DGSJ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
R21b!Pd\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Hhcpp7cr' Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
\hx1 o\ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
A|<j X} Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
s* -n^o- Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
?k(7 LX0j Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
{y_98N Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
vbyH<LPz5 Tu).K.p: 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
5? ]hd*8 图3.光栅布局通过VB脚本生成
zo4qG+>o G?Q3/y( 设置仿真参数
`ojoOB^L 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
,Y/ g2
4R 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
f, 018]| TE simulation
J1C3 &t}
Mesh Delta X: 0.015
J4f i' Mesh Delta Z: 0.015
vH :LQ!2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
tp6 3@L|Q 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
~f$|HP} Number of Anisotropic PML layers: 15
hhCrUn" 其它参数保持默认
VHIOwzC 运行仿真
{y=j?lD • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
3h$6t7=C • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Ab{ K<:l • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
v|dBSX9k0 tMf}
远场分析
衍射波
Uq^#r iq 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y^$X*U/q%U 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
{>hC~L?6 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
onz?_SAW 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/CSG IIT 图4.远场计算对话框
`p2+&&]S ;:\<gVi: 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8%A#`)fb
Wavelength: 0.63
/|C* Refractive index: 1.5+0i
RI(DXWM|h Angle Initial: -90.0
nn@-W] Angle Final: 90.0
0IBhb(X Number of Steps: 721
D1zBsi94D Distance: 100, 000*wavelength
5z7U1: Intensity
ME46V6[LX] n<O}hM ZT 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
ZX9 T YN 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
TaKLzd2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
