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：
A!4VjE> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
wI>h%y-%! •光栅布局
模拟和后处理分析
/W0E(8:C) 布局layout
Q]T BQ& 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
&D)2KD"N 图1.二维光栅布局
b"&E, =L ,02w@we5 用VB脚本定义一个2D光栅布局
P{Lg{I_w.B c>rK gx 步骤：
AI~9m-,mE 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
>fg4x+0 % 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 - )6 ;0 Wafer Dimensions：
%i3{TL Length (mm): 8.5
uR^. Width (mm): 3.0
7dHIW!OA w#<p^CS 2D wafer properties:
?CFoe$M Wafer refractive index: Air
H@4/#V|Uy 3 点击 Profiles 与 Materials.
i3d y PK}vh% 在“Materials”中加入以下
材料：
N;g$)zCV1 Name: N=1.5
*73AAA5LKa Refractive index (Re:): 1.5
u6pId t dxntGH< O Name: N=3.14
!%V*UR9 Refractive index (Re:): 3.14
/L$NE$D} " D Kq-C% 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
pkW5D Name: ChannelPro_n=3.14
&\c5!x Q9* 2D profile definition, Material: n=3.14
a-:pJE.'p EzU P ah Name: ChannelPro_n=1.5
cP J7E 2D profile definition, Material: n=1.5
, $ mLL ^9s"FdB]24 6．画出以下波导结构：
`^zQ$au'u a. Linear waveguide 1
5) 8 . Label: linear1
W%WC(/hor Start Horizontal offset: 0.0
6$DG.p Start vertical offset: -0.75
k0knPDbHv End Horizontal offset: 8.5
^7<[}u;qF End vertical offset: -0.75
! YIb Channel Thickness Tapering: Use Default
Stt* 1gT Width: 1.5
)6g&v'dq Depth: 0.0
{n6\g]p3 Profile: ChannelPro_n=1.5
zG<0CZQ8 (<n>EF# b. Linear waveguide 2
|w4(rs- Label: linear2
u,\xok" Start Horizontal offset: 0.5
p [b7E`7 Start vertical offset: 0.05
-C=]n<ak End Horizontal offset: 1.0
;NBT 4 End vertical offset: 0.05
wCC-Y kA Channel Thickness Tapering: Use Default
\DaLH C~ Width: 0.1
)#Y|ngZ_> Depth: 0.0
PJ}[D.elO Profile: ChannelPro_n=3.14
Okk hP 6z PV'~q 7.加入水平平面波：
sC 9- +} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Ty.drM Input field Transverse: Rectangular
]2P/G5C3tU X Position: 0.5
Xa>}4j. Direction: Negative Direction
}0vtc [! Label: InputPlane1
W;91H'`?H 2D Transverse:
Bg5;Q) Center Position: 4.5
8dl Inms Half width: 5.0
z(#=tC| Titlitng Angle: 45
sBbL~ce50? Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
jzQ9zy_ 图2.波导结构（未设置周期）
g:;Ya?5 N =[ APMig,n 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。
1O|RIv7F[/ 将Linear2代码段修改如下:
|HNQ|r_5S Dim Linear2
cj` #Tg. for m=1 to 8
Gi;9 S Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
<n f=SRZ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
oc q2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.HQVj 'g Linear2.SetAttr "Depth", "0"
.&Y,D-h}7| Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
@ca#U-:g Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
tnA_!$Y
a Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/E; ;j9 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
MM=W9# B #;s(O 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。
V yRW ' 图3.光栅布局通过VB脚本生成
w /hh
4ir 3KDu!w@ 设置仿真参数
_!| =AIX 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
" 9TxK6 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
F]hx TE simulation
? G2ql na Mesh Delta X: 0.015
H f!9`R [ Mesh Delta Z: 0.015
2Zv,K- G Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
AECxd[k$9 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;b{pzIe= F Number of Anisotropic PML layers: 15
{hlT` K 其它参数保持默认
pg5@lC]J 运行仿真
*pDXcURw • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
p)K9 ZI • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
{yGZc3e1j • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
0G+L1a- 8L%%eM_O 远场分析
衍射波
Q>cL?ie 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
XfD
z
# 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
u>JqFw1 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
m$j
n5: 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)
^yzo!`)fso 图4.远场计算对话框
#L|JkBia <K|3Q'(S 5. 在远场对话框，设置以下参数：
& y#y>([~ Wavelength: 0.63
~gSF@tz@ Refractive index: 1.5+0i
n0Qh9*h Angle Initial: -90.0
GGFar\
EzW Angle Final: 90.0
CO xZ
Q Number of Steps: 721
!gD 3CA Distance: 100, 000*wavelength
}rFsU\]:q Intensity
Fh*q]1F >w%d'e $ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
yf RUTG 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
D2hAlV)i( 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
