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：
eN?P) , •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
GqD! W8+ •光栅布局
模拟和后处理分析
U!I_i*: U 布局layout
'St= izhd 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
jnKM6%z 图1.二维光栅布局
3w:Z4]J [.Wt,zrE 用VB脚本定义一个2D光栅布局
3(GrDO9^ I/b8 步骤：
[Q qNsco) 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
7 KdM>1! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [dF=1E>W_J Wafer Dimensions：
6p6Tse] Length (mm): 8.5
z &vms Width (mm): 3.0
#`L}. _NqT8C4C 2D wafer properties:
5eS TT#[+R Wafer refractive index: Air
._8cJf.ae 3 点击 Profiles 与 Materials.
dUtIAh-j O i[9b 在“Materials”中加入以下
材料：
@[kM1:G-F{ Name: N=1.5
lgqL)^8A Refractive index (Re:): 1.5
[
EID27P q. b4m 'J Name: N=3.14
{2clOUi Refractive index (Re:): 3.14
`FB ?cPR MH8%-UV 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
HN~4-6[q Name: ChannelPro_n=3.14
e c[[OIO 2D profile definition, Material: n=3.14
v*fc5"3eO z*~ PY At Name: ChannelPro_n=1.5
0#{ ]!>R 2D profile definition, Material: n=1.5
7>@/*S{X p'!,F; xX 6．画出以下波导结构：
2 Yd~v| a. Linear waveguide 1
"/Q(UV<d Label: linear1
KdMA58) Start Horizontal offset: 0.0
8lGgp&ey Start vertical offset: -0.75
<H@!Xw; End Horizontal offset: 8.5
WCl;#= End vertical offset: -0.75
t s\>_/ Channel Thickness Tapering: Use Default
-xgmc-LGo Width: 1.5
+siNU#! Depth: 0.0
c%/&@vs7 Profile: ChannelPro_n=1.5
7 8J .~v/ .:!x*v b. Linear waveguide 2
[K@!JY Label: linear2
:O+b4R+ Start Horizontal offset: 0.5
safS>wM] Start vertical offset: 0.05
`/ReJj&~ End Horizontal offset: 1.0
x Bw.M{ End vertical offset: 0.05
2LH;d`H[0 Channel Thickness Tapering: Use Default
)0d".Q|v4 Width: 0.1
m:O2_%\l Depth: 0.0
{!Z_&i5 Profile: ChannelPro_n=3.14
PjZvLK@a9) $hp?5K M 7.加入水平平面波：
M &EJ Fpc* Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
7:q-NzE\6 Input field Transverse: Rectangular
d]~ 1.i X Position: 0.5
Xt*%"7yTp Direction: Negative Direction
JU1; /3( Label: InputPlane1
Zw
8b
- _ 2D Transverse:
X&oy.Roo Center Position: 4.5
|8{iIvi/ Half width: 5.0
'?GZ"C2 Titlitng Angle: 45
WvzvGT= Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
58'y~Ou 图2.波导结构（未设置周期）
A2_3zrE #|h8u` 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
L(P:n-^ 将Linear2代码段修改如下:
.V:< w~=b Dim Linear2
?o5#V e$-X for m=1 to 8
<KPx0g?=b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Tm.w+@ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
WR EGRy Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
7$P(1D4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
?Cfp=85ea! Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
:?6$}GcW Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
zR_l ^NK Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
qA/ 3uA!z Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
r74w[6( z( [ $,e\ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
&n kGdHX/a 图3.光栅布局通过VB脚本生成
*`'%tp"'+ ;QD;5
<1 设置仿真参数
P,=J"%a - 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
=C1Qo#QQ% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
> .~k?_Of TE simulation
xi= uX xl Mesh Delta X: 0.015
D|3QLG Mesh Delta Z: 0.015
|sM#g1D@ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
GhA~Pj ZS 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Vzm7xl [ Number of Anisotropic PML layers: 15
2DdLqZY# 其它参数保持默认
xmd$Jol^ 运行仿真
tzJt d • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
5j5t?G;d, • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
v~QZO4[ ' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
~2ei+#d!^ [/j-d 远场分析
衍射波
:u 93yH6~8 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
c4W "CD;D 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
PP|xIAc 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
>m{-&1Tx 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)
:8T@96]P 图4.远场计算对话框
o!0a8i sJ()ItU5i 5. 在远场对话框，设置以下参数：
me\)JCZpb{ Wavelength: 0.63
s_kd@?=`x Refractive index: 1.5+0i
Yr0i9Qow Angle Initial: -90.0
sRI8znus Angle Final: 90.0
:\We =oX Number of Steps: 721
<rxem(PPu Distance: 100, 000*wavelength
e$I:[> Intensity
. gg0: ; % 9ZL[- 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Ia"
Mi+{ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
hV>Ey^Ty 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
