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：
ef:Zi_o •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
g3(?!f •光栅布局
模拟和后处理分析
aU] nh. a 布局layout
A1j A$ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
aSSw>*?Q 图1.二维光栅布局
R"71)ob4 Op iVQr: 用VB脚本定义一个2D光栅布局
!8J%%Ux&M M;0\fUh; 步骤：
lR]SGdY 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
bxww1NG>|Z 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ).r04)/ Wafer Dimensions：
oJ 0
# U Length (mm): 8.5
.YIb ny1 Width (mm): 3.0
!wjD6 NK vqwSOh|P9 2D wafer properties:
P76QHBbl Wafer refractive index: Air
1FRpcE 3 点击 Profiles 与 Materials.
9q<?xO iM{aRFL 在“Materials”中加入以下
材料：
-s6;IoG/ Name: N=1.5
EMS$?"K Refractive index (Re:): 1.5
'n!Sco)C &PEw8: TX Name: N=3.14
onUF@3V Refractive index (Re:): 3.14
|+Ub3<b[] 8.D9Op U 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
n{.SNipU Name: ChannelPro_n=3.14
X>rv{@K bL 2D profile definition, Material: n=3.14
&qeM YYY yLCJSN$7 Name: ChannelPro_n=1.5
U\tu jK1 2D profile definition, Material: n=1.5
nx`I9j\ )}R
w@70L- 6．画出以下波导结构：
4kf8Am( a. Linear waveguide 1
;rh@q4# Label: linear1
k*= #XbX Start Horizontal offset: 0.0
r(/ +-
t Start vertical offset: -0.75
^$F1U,o i End Horizontal offset: 8.5
*8xMe End vertical offset: -0.75
ns !Mqcm Channel Thickness Tapering: Use Default
h-RL`X Width: 1.5
;PX>] r5U0 Depth: 0.0
\ @:mq]Y Profile: ChannelPro_n=1.5
7-MkfWH2b6 g
E;o_~ b. Linear waveguide 2
dht*1i3v Label: linear2
/%T d( Start Horizontal offset: 0.5
%$SO 9PY Start vertical offset: 0.05
$ #F7C[2N End Horizontal offset: 1.0
CN<EgNt1kN End vertical offset: 0.05
=G%L:m* Channel Thickness Tapering: Use Default
5Qgh \ 4 Width: 0.1
y j C@ Depth: 0.0
RL3G7 ;X Profile: ChannelPro_n=3.14
qEV>$>} 5IiZnG u 7.加入水平平面波：
MFm2p?zPm Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
TbA=bkj[4 Input field Transverse: Rectangular
@t?uhT*Z= X Position: 0.5
\L{V|}" X Direction: Negative Direction
k'JfXrW<! Label: InputPlane1
YA%0{Tdxz 2D Transverse:
"AUHe6Yv Center Position: 4.5
T:(c/ > Half width: 5.0
_G=k^f_ Titlitng Angle: 45
!qF t:{-h Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
$^j#z^7 图2.波导结构（未设置周期）
X[KHI1@w w [7vxQ!- 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
tE HgQto 将Linear2代码段修改如下:
r5S5;jL%t Dim Linear2
x C+TO for m=1 to 8
eJwHe G Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
DDwm;,eZ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
j$Z:S~* Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
]:r6 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
]KE"|}B Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
M|xs>+r* Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
U[t/40W}P Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
p? L*vcU Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
FA3YiX(-e E|v9khN(]. 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。
8Xjp5 图3.光栅布局通过VB脚本生成
"8sB ,$ c}r"O8M 设置仿真参数
#cy;((z uB 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Th>ff)~ e 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
tzV^.QWm TE simulation
\olYv!f Mesh Delta X: 0.015
%{ H eXe Mesh Delta Z: 0.015
Ek%mX" Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
w=feXA3-S 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
&Y3 r'" Number of Anisotropic PML layers: 15
'| rhm 其它参数保持默认
ap|$8 G 运行仿真
H^r;,Q$9 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Uo n^z?0A • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
S5>?j n1 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
>JckN4 v rK} = <R 远场分析
衍射波
JsD|igqF- 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Sahz*f 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
LZH~VkK@m} 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
2U.'5uA"L 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)
ykat0iqo 图4.远场计算对话框
K|sk]2. 5~GH*!h%; 5. 在远场对话框，设置以下参数：
eNc>^:&y* Wavelength: 0.63
)
o`ep{ <t Refractive index: 1.5+0i
q)PLc{NO Angle Initial: -90.0
KI Xp+Z Angle Final: 90.0
s_}q Number of Steps: 721
N/6! |F Distance: 100, 000*wavelength
}^tW's8 Intensity
&5d~ODO ve f9*u` 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
z,xGjS P 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
:` > bh 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
