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：
{Ho _U&< •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
rwwyYIlEg •光栅布局
模拟和后处理分析
{KTZSs $n 布局layout
A;/,</ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
b4KNIP7E 图1.二维光栅布局
C IwI1VR^ %ID48_>* 用VB脚本定义一个2D光栅布局
vsA/iH. ZZxt90YR'5 步骤：
=y?Aeqq\fl 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
0Iyb} 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ZLP0SCkuR Wafer Dimensions：
a(-t"OL\ Length (mm): 8.5
/^~)iTwH Width (mm): 3.0
)h(=X&(d - sq= | 2D wafer properties:
,*L3 Wafer refractive index: Air
tC+1 1M 3 点击 Profiles 与 Materials.
{Aj=Rj@ X"f] 在“Materials”中加入以下
材料：
r5lPO*?Df Name: N=1.5
(LVzE_` Refractive index (Re:): 1.5
X*)DpbWd n? ^oQX}.\ Name: N=3.14
0eA |Uq~ Refractive index (Re:): 3.14
ZS&+<kGD 7}mr C@[i 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
D#> d+X$ Name: ChannelPro_n=3.14
(r.y
2D profile definition, Material: n=3.14
&$pQ Jf 77]Fp(uI Name: ChannelPro_n=1.5
d<cQYI4V 2D profile definition, Material: n=1.5
RbA.&=3 dHn,;Vv^6 6．画出以下波导结构：
M;.:YkrUH a. Linear waveguide 1
JVx- 4? Label: linear1
);p:[=$71 Start Horizontal offset: 0.0
cGg ~+R2P Start vertical offset: -0.75
+=kz".$ End Horizontal offset: 8.5
ZoqE,ucH End vertical offset: -0.75
.g_Kab3?L Channel Thickness Tapering: Use Default
{I$zmVG Width: 1.5
%:-2P Depth: 0.0
B1U7z1< Profile: ChannelPro_n=1.5
&x[V<Gq -0*z"a9<p8 b. Linear waveguide 2
S]c& T`jx Label: linear2
jpiBHi]5+ Start Horizontal offset: 0.5
.Jc<Gg Start vertical offset: 0.05
s<LYSr d End Horizontal offset: 1.0
t8#u}u End vertical offset: 0.05
?[X^'zz} Channel Thickness Tapering: Use Default
AHP; N6Y6 Width: 0.1
H|d"45J_ Depth: 0.0
{9 ./- Profile: ChannelPro_n=3.14
|198A, ^ b5%T)hn= 7.加入水平平面波：
_/}/1/y$Y Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
R6irL!akAd Input field Transverse: Rectangular
@ w;&:J9m X Position: 0.5
3gs7Xj%N Direction: Negative Direction
mx0EEU* Label: InputPlane1
c38EN f 2D Transverse:
Vfr .Yoy Center Position: 4.5
8SO(pw9 Half width: 5.0
tNDv[IF Titlitng Angle: 45
Sh U1RQk Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
`+T"^{
Z 图2.波导结构（未设置周期）
-h&KC{Xab | )YN"nqg 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。
Zx%6pZ(. 将Linear2代码段修改如下:
lMb&F[KJ7 Dim Linear2
Z2I2 [pA for m=1 to 8
,D{D
QJ(B Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
z7O$o/E-* Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
B d?{ldg Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
iq`caoi Linear2.SetAttr "Depth", "0"
ys} I~MK - Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
6tBe,'* Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
~|8-Mo1ce Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/G!M\teeF Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"l-R|>6~ DYW&6+%,hO 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
7NQEn Al 图3.光栅布局通过VB脚本生成
1C< @QrT q3/ 0xN+? 设置仿真参数
eIt<da<G? 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Amj'$G|+hj 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
c#`&uLp TE simulation
R2f^d t^ Mesh Delta X: 0.015
\~I>@SG2W+ Mesh Delta Z: 0.015
[ih^VlZ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
X~ g9TUv8 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
R
b=q
# Number of Anisotropic PML layers: 15
9%^O-8! 其它参数保持默认
<,Pk 运行仿真
klx28/] • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
s7 3' h • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
}]|e0 w: • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
XW q@47FR H[U"eS." 远场分析
衍射波
*w[ 0uQL5Z 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
o'|B|oZ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
I@:" Qee 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
$9?<mP2-* 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)
i^"!"&tW# 图4.远场计算对话框
#7p !xf^ -s9()K(vZG 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ex@o&j\93 Wavelength: 0.63
s- JS[ Refractive index: 1.5+0i
| ?4NlB6 Angle Initial: -90.0
L4or*C^3 Angle Final: 90.0
*b\&R%6dR Number of Steps: 721
o8u;2gZx Distance: 100, 000*wavelength
o4nDjFhh Intensity
+PKd
</*]
<j:@ iP 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
|Jny0a/0 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
(W+aeB0 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
