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：
^X&n-ui
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Kn
WjP21 •光栅布局
模拟和后处理分析
zSpL^:~ 布局layout
ugZ-*e7 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
C;u8 qVI 图1.二维光栅布局
qMk"i@" m_
|:tU(t 用VB脚本定义一个2D光栅布局
dKOW5\H' .3{PgrZ 步骤：
v-V#?+ # 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
u9 t@%H)lZ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 !zhg3B# p Wafer Dimensions：
|Ew~3-u! Length (mm): 8.5
k,~I>qg Width (mm): 3.0
M!{;:m28X! C&&*6E5 2D wafer properties:
b"au9:F4@7 Wafer refractive index: Air
7+, 6 m!4 3 点击 Profiles 与 Materials.
),G?f {`! 4 oY<O 在“Materials”中加入以下
材料：
2WP73:'t Name: N=1.5
AI$r^t1 Refractive index (Re:): 1.5
bJ[{ [|yEd OZ/P@`kN.f Name: N=3.14
A,tmy',d" Refractive index (Re:): 3.14
cGevFlnh QbF!V%+a's 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
i|z=q Name: ChannelPro_n=3.14
DrG9Kky{ 2D profile definition, Material: n=3.14
*u2pk>y) ;3nR_6 \ Name: ChannelPro_n=1.5
Ca SoR | 2D profile definition, Material: n=1.5
:YZqrcr} ?B)jnBh| 6．画出以下波导结构：
9q?\F a. Linear waveguide 1
6D[m}/?Uy Label: linear1
_K4Igq Start Horizontal offset: 0.0
$.a4Og2 Start vertical offset: -0.75
hdi/ k!9[\ End Horizontal offset: 8.5
eV?._-G End vertical offset: -0.75
J 8/]&Ow Channel Thickness Tapering: Use Default
e?P zhh a Width: 1.5
2:31J4t-< Depth: 0.0
QY ] ^^f Profile: ChannelPro_n=1.5
j k%MP6 C^} 2::Qu b. Linear waveguide 2
"T*Sg Label: linear2
C q/936`O Start Horizontal offset: 0.5
`N+A8 Start vertical offset: 0.05
U_/sY9gz( End Horizontal offset: 1.0
Hs%;uyI@$ End vertical offset: 0.05
]h(}%fk_ Channel Thickness Tapering: Use Default
w]4=uL6 Width: 0.1
a(+.rf; Depth: 0.0
P/BWFN1 Profile: ChannelPro_n=3.14
8"d0Su 4r eYQq@lrWv 7.加入水平平面波：
^E)Kse.> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
! xU1[,9 Input field Transverse: Rectangular
hAPWEh^ X Position: 0.5
<<43 'N+ Direction: Negative Direction
~0mO<0~ Label: InputPlane1
SF$] {
X 2D Transverse:
%J*z!Fe8s Center Position: 4.5
;#3l&HRKH1 Half width: 5.0
*O>O HX Titlitng Angle: 45
pEc|h*p8 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
`+IB;G1 图2.波导结构（未设置周期）
JGP<'6"L$ &WSxg&YG)\ 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。
A!([k}@=j 将Linear2代码段修改如下:
`yjHLg Dim Linear2
@a AR99 M for m=1 to 8
A]fN~PR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Dc,h( 2 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
0 mJvoz\j8 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5r=xhOe` Linear2.SetAttr "Depth", "0"
XIM!] Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
G_GPnKdd Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
m5O;aj* i Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
e:SBX/\j Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
KeU|E<|! 7
Jxhn! 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。
<ptgFR + 图3.光栅布局通过VB脚本生成
<a)B5B> ^;";fr
Vw 设置仿真参数
. ZuRH_pI 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
vwVK ^B 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+T*=JHOD TE simulation
Xb0$BAP Mesh Delta X: 0.015
Z`5jX;Z! Mesh Delta Z: 0.015
2V6=F[T Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
V3%"z 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
~ H [ Number of Anisotropic PML layers: 15
mWOW39Ku 其它参数保持默认
k A `Z#yu 运行仿真
U} EaV< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
`6`p ~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
P5u
Y 1( • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6 #A g^A l)V!0eW 远场分析
衍射波
l@ +lUx8 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
w! J|KM 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
==zt)s.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
cE{hy 7cH 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)
kq;1Ax0 { 图4.远场计算对话框
EV1x"}D A_ . hBq1p
5. 在远场对话框，设置以下参数：
iFJ2dFA Wavelength: 0.63
~}uv4;0l] Refractive index: 1.5+0i
N _dHPa Angle Initial: -90.0
{M`yYeo Angle Final: 90.0
'q158x Number of Steps: 721
cT2 &nZ Distance: 100, 000*wavelength
PUt\^ke Intensity
c $Vu/dgx 4*k>M+o/C4 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
O$Wi= 5 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;yfK YN[ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
