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：
* 8;< w~ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
M"{*))O\-c •光栅布局
模拟和后处理分析
ad47 4 2 布局layout
2Q@Jp`# ,4 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
;;XY& J 图1.二维光栅布局
y;4g>ma0 O pU9:^ r 用VB脚本定义一个2D光栅布局
\ -{$IC-L V>Xg\9B_ 步骤：
Y8IC4:EO 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
V=5*) i/ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 +|8.ymvm Wafer Dimensions：
Dd/]?4 Length (mm): 8.5
< .e4 Width (mm): 3.0
xx7&y !_ YO?o$Hv16 2D wafer properties:
3PL0bejaT7 Wafer refractive index: Air
|r?0!;bN0 3 点击 Profiles 与 Materials.
s6 (md<r )p> p3b g 在“Materials”中加入以下
材料：
@2d9
7.X Name: N=1.5
C 2=PGq Refractive index (Re:): 1.5
Ygkf}n %{cVG-<_iz Name: N=3.14
O{7#Xj
:_ Refractive index (Re:): 3.14
~UQ<8`@a :"Tkl$@, 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
V51k X{S Name: ChannelPro_n=3.14
0`p"7!r 2D profile definition, Material: n=3.14
}U5$~, *p TvT>UBqj= Name: ChannelPro_n=1.5
Ex*{iJ;\ 2D profile definition, Material: n=1.5
;V?(j 3b[ COw!a\J l 6．画出以下波导结构：
q+<,FdG a. Linear waveguide 1
4MW oGV9 Label: linear1
tQUK w@@Q Start Horizontal offset: 0.0
Otq1CD9 Start vertical offset: -0.75
KD +&5 =Y End Horizontal offset: 8.5
)1@%!fr End vertical offset: -0.75
(e!Y u#- Channel Thickness Tapering: Use Default
Knb( MI6 Width: 1.5
fZsw+PSy Depth: 0.0
kjdIk9 Y Profile: ChannelPro_n=1.5
s~B)xYmyB' UGgo;e b. Linear waveguide 2
}2m>S6""A Label: linear2
c'Ibgfx%m Start Horizontal offset: 0.5
fi ~@J` Start vertical offset: 0.05
V:P] Ved End Horizontal offset: 1.0
./0wt+ End vertical offset: 0.05
\Zx&J.D Channel Thickness Tapering: Use Default
5A|d hw Width: 0.1
B zWkZAX Depth: 0.0
s?->2gxhx Profile: ChannelPro_n=3.14
+ |pYu<OY ,g*3u 7.加入水平平面波：
O<,\ tZ'N Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
gV\Y>y4v Input field Transverse: Rectangular
o]q wN:8^ X Position: 0.5
&OXx\}>MW Direction: Negative Direction
c{?SFwgd Label: InputPlane1
`Je1$)% 2D Transverse:
W7_m, { q Center Position: 4.5
}''0N1,/ Half width: 5.0
0CXXCa7! Titlitng Angle: 45
! os@G Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
X !0 7QKs 图2.波导结构（未设置周期）
6o9&FU Df *<3G 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
>py[g0J 将Linear2代码段修改如下:
k2,`W2] ^E Dim Linear2
H`URJ8k$Q for m=1 to 8
FyPG5 - Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
UhkL=+PD Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
~[og\QZX Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
YPY,g R Linear2.SetAttr "Depth", "0"
98?O[= Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
NW3qs`$-( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
um_J%v6ER Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
!hS)W7!ik Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
0a<h,s0"2 a'Zw^g 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。
gV h&c 4 图3.光栅布局通过VB脚本生成
kz6fU\U x FM^-`7 设置仿真参数
p>3QW3< 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$9r4MMs{$ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
m8R=wb
: TE simulation
E .ji;5 Mesh Delta X: 0.015
GQd[7j[sh Mesh Delta Z: 0.015
1=,2i) Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Hy,""P y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
1-PlRQs.1 Number of Anisotropic PML layers: 15
JhTr{8 { 其它参数保持默认
Fo;:GX,b 运行仿真
Ty~z% =H • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
:i0;jWc b • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
EEK!'[<,sE • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
^q& |7Ou- -U
A &Zt 远场分析
衍射波
L$ s ENOm 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
7l =Tl[n 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
I^u ~r. 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
l`A&LQ[ 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)
+S-60EN*A 图4.远场计算对话框
! ]D`|HoW enQW;N1_M 5. 在远场对话框，设置以下参数：
KfZb=v;-l Wavelength: 0.63
R 4JfH Refractive index: 1.5+0i
WvfM.D!
Angle Initial: -90.0
PeqW+Q. Angle Final: 90.0
>G%oWRk Number of Steps: 721
F.1u9) Distance: 100, 000*wavelength
S
~f z Intensity
fc<y( uX FkuD Gg~a 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
CxJ 3 u 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
lA1 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
