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：
I5g!c|#y
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
D+*_iM6[- •光栅布局
模拟和后处理分析
wA6<Buj D 布局layout
JwUz4 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
8 HdjZ! 图1.二维光栅布局
7] 17?s]t, wodf f_l 用VB脚本定义一个2D光栅布局
MUp{2_RA Gdlx0i 步骤：
6)9 X+U@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Y IVN;:B. 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 $P Tl{ Wafer Dimensions：
pbqJtBBDDS Length (mm): 8.5
UujKgL4 Width (mm): 3.0
*)i+ c{~ C6:;
T% 2D wafer properties:
" R-P e\W Wafer refractive index: Air
w5mSoK b 3 点击 Profiles 与 Materials.
k7bfgb { BEii:05 在“Materials”中加入以下
材料：
1!2,K ot Name: N=1.5
$9< P3J 1 Refractive index (Re:): 1.5
A k BEE y;tX`5(fe Name: N=3.14
>\ PNKpn{ Refractive index (Re:): 3.14
g=kuM [ 1.>9ngj 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4+a u6ABy Name: ChannelPro_n=3.14
$-_@MT~ 2D profile definition, Material: n=3.14
)>WSuf
j q6V\n:hKV Name: ChannelPro_n=1.5
OyTp^W`& 2D profile definition, Material: n=1.5
YXTd^M~@D yv.(Oy 6．画出以下波导结构：
4:qM 'z a. Linear waveguide 1
{i:Ayhq~& Label: linear1
k0-,qM#p;X Start Horizontal offset: 0.0
%2rUJaOgy$ Start vertical offset: -0.75
_ 6MNEoy ? End Horizontal offset: 8.5
?r(Bu End vertical offset: -0.75
08;t% [R Channel Thickness Tapering: Use Default
r` d.Wy Zj Width: 1.5
@m ?&7{y#? Depth: 0.0
Pqv9 > N| Profile: ChannelPro_n=1.5
F$H^W@<w 8J+:5b _? b. Linear waveguide 2
*qL"&h5W Label: linear2
(khMjFOg Start Horizontal offset: 0.5
"p kn Start vertical offset: 0.05
~ (d#T |ez End Horizontal offset: 1.0
#6qLu End vertical offset: 0.05
HXRK<6k$
Channel Thickness Tapering: Use Default
c^B eT; Width: 0.1
"%{J$o Depth: 0.0
-n C!kpo Profile: ChannelPro_n=3.14
:X ~{,J rTL o6wI 7.加入水平平面波：
aG/L'weR Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
St~a/L q6 Input field Transverse: Rectangular
$eUJd Aetk X Position: 0.5
naWW i]9 Direction: Negative Direction
gAViwy9{ Label: InputPlane1
FQ6{NMz,h 2D Transverse:
nV+]jQ~o Center Position: 4.5
p+d?k"WN? Half width: 5.0
,[0rh%%j Titlitng Angle: 45
{w|KWGk2 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\H$j[" 3 图2.波导结构（未设置周期）
4 | DGQ
fW.)!EPO 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。
$Xr9<)?, 将Linear2代码段修改如下:
LzJNQ d' Dim Linear2
5$p 7y: for m=1 to 8
dzwto; Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
K=X1 3As_ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
h> A}vI*: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
E;C=V2#>[ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
M4(`o^n Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
yu] nK-Y7S Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
l:rT{l=8* Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
q(cSHHv+ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
aw8q}: ]
cY 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。
![#>{Q4i 图3.光栅布局通过VB脚本生成
{QRrAi -R-|[xN 设置仿真参数
-?&s6XA%# 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U:o(% dk 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
gzD NMM TE simulation
O*zF` 9 Mesh Delta X: 0.015
4P\?vz" Mesh Delta Z: 0.015
2 pQdDbm Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
F-2&P:sjQ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
qC aM]Y Number of Anisotropic PML layers: 15
V[N4 {c 其它参数保持默认
@$(@64r 运行仿真
`;fk,\8t% • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
3m9ab" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9F ^rXY. • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
C0@[4a$8f ^6U0n!nU 远场分析
衍射波
?yqTLj 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
4S+sz?W2j 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
J|A:C[7 2 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
2gnmk
TyF 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)
@on\@~Ug 图4.远场计算对话框
Ei[>%Ah l
/\n7: 5. 在远场对话框，设置以下参数：
4]$$ar) Wavelength: 0.63
6$|!_94>*) Refractive index: 1.5+0i
X}s}E
;v9 Angle Initial: -90.0
j[Xc i<m Angle Final: 90.0
=(Ll}V , Number of Steps: 721
Hkck=@>8H* Distance: 100, 000*wavelength
n!K<g.tjW Intensity
H*]B7?S NlnmeTL O5 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
I T\lkF 2 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
U1wsCH3+ n 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
