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：
3y 3
U`Mo •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
(%+DE4? •光栅布局
模拟和后处理分析
N{p2@_fnB 布局layout
p-KuCobz] 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~Nc] `9 5 图1.二维光栅布局
oHi&Z$#!n `8'T*KU 用VB脚本定义一个2D光栅布局
5K6_#g4" ^ACp_RM 步骤：
BTd'bD~EA 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
V">Uh@[J_ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 (c[h,>`@: Wafer Dimensions：
Q n* c<: Length (mm): 8.5
w@%W{aUC Width (mm): 3.0
J$WIF&*0@ acGmRP9g 2D wafer properties:
0U/:Tpyr Wafer refractive index: Air
%] #;
~I% 3 点击 Profiles 与 Materials.
-ZyFUGd% dNJK[1e6 在“Materials”中加入以下
材料：
p6HZ2Q:a Name: N=1.5
VJR'B={ h Refractive index (Re:): 1.5
hCxL4LrF y6PAXvv'{ Name: N=3.14
1
yzxA( Refractive index (Re:): 3.14
C,I N +@ H`Z4a
N 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
s~]nsqLt9p Name: ChannelPro_n=3.14
lP9I\Ge& 2D profile definition, Material: n=3.14
R<U?)8g,h~ 'Yd%Tb|* Name: ChannelPro_n=1.5
<hK$Cf_ 2D profile definition, Material: n=1.5
~AE034_N /e7'5 #v 6．画出以下波导结构：
!< YRocQY a. Linear waveguide 1
\W( p )M Label: linear1
PZ ogN Start Horizontal offset: 0.0
mJsYY,b8 Start vertical offset: -0.75
6=@n
b3D% End Horizontal offset: 8.5
y1
}d (% End vertical offset: -0.75
pz$ $K? Channel Thickness Tapering: Use Default
s? 6 7@\ Width: 1.5
VmUM _Q~ Depth: 0.0
@Op8^8$` Profile: ChannelPro_n=1.5
,jt098W !}3`Pl.(r b. Linear waveguide 2
./fEx
'E Label: linear2
O?2<rbx Start Horizontal offset: 0.5
]Z84w!z Start vertical offset: 0.05
v =?V{"wk! End Horizontal offset: 1.0
c\]L End vertical offset: 0.05
vf be=)}[ Channel Thickness Tapering: Use Default
W8P**ze4) Width: 0.1
G/ 8 xS= Depth: 0.0
.y0](
h Profile: ChannelPro_n=3.14
R_N<j 52["+1g\ 7.加入水平平面波：
I+CQ,Zuf Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
G^(&B30V Input field Transverse: Rectangular
M|v.5l# X Position: 0.5
kCwTv:) Direction: Negative Direction
jo |q,t Label: InputPlane1
eB\r/B] 2D Transverse:
NSgHO`gU8 Center Position: 4.5
j0%0yb{-^ Half width: 5.0
RYV6hp)| Titlitng Angle: 45
eFnsf }(Iy Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
L|2COX 图2.波导结构（未设置周期）
5"g Rz9Ta` 2 Lam vf 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。
3'"M31iA 将Linear2代码段修改如下:
-+9x 0- P Dim Linear2
uv-W/ p for m=1 to 8
4y1> !~f Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
vl5n%m H>^ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
cV{ZD q Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{''|iwLr Linear2.SetAttr "Depth", "0"
9V66~Bf5 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
fD~!t 8J Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
*QG3 Jz Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
PD}R7[".> Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Gtg ) %` '<0q"juXE 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。
{\aSEE /' 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!1RV [b.8 X]yERaJ,i 设置仿真参数
(v`;ym 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Z8&C-yCC 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
V{h@nhq TE simulation
bNROXiX Mesh Delta X: 0.015
f)zg&Ib Mesh Delta Z: 0.015
ya{>= Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
}R1`ThTM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
YSV,q@I&1 Number of Anisotropic PML layers: 15
2*citB{ 其它参数保持默认
=GQ^uVf1 运行仿真
|\a :]SlH • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4 Z}bw# • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
>-w=7,?'?z • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
RGO :p]t| U R@BSK' 远场分析
衍射波
M?B(<j1Ri 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
mbBRuPEa=u 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
>'6GcnEb4. 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 I zBK]@^ 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)
* |H Z&} 图4.远场计算对话框
eh(Q^E;* Z)
Xs;7 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ys$YI{ Wavelength: 0.63
4VNb `!e Refractive index: 1.5+0i
C|f7L>qe Angle Initial: -90.0
H\ I!J@6g Angle Final: 90.0
@E}X-r.^f Number of Steps: 721
`XxG"k\/S Distance: 100, 000*wavelength
$a^ isd4 Intensity
Tj=dL >Mn>P! 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
-(w~LT$ " 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
d_C 4B 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
