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：
s[UV(::E •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
+ `'wY? •光栅布局
模拟和后处理分析
`}uM91; 布局layout
&dj/Dq@ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
+jq@!P"}d 图1.二维光栅布局
Xa ;wx3]t 'Pn:10; 用VB脚本定义一个2D光栅布局
0;=]MEk? HpUJ_pZ 步骤：
@V1FBw9S!@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
^b$G.h{o!E 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 N.E{6_{S Wafer Dimensions：
P92pQ_W Length (mm): 8.5
[5-Ik T0 Width (mm): 3.0
i
Pl/I rP"Y.;s 2D wafer properties:
q%f90 Wafer refractive index: Air
rAW7Zp~KK 3 点击 Profiles 与 Materials.
R\5fl[ <~v4BiQ3l^ 在“Materials”中加入以下
材料：
u| "YS-dH Name: N=1.5
@ra JB ' Refractive index (Re:): 1.5
17;9> *O' aY pc\jJ Name: N=3.14
<j#IR Refractive index (Re:): 3.14
SbM RrWy 4z~;4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
).u>%4=6 Name: ChannelPro_n=3.14
k`[>B k%b 2D profile definition, Material: n=3.14
wkPomTO XPt>klf Name: ChannelPro_n=1.5
^Df qc- ] 2D profile definition, Material: n=1.5
Iw#[K 0lYP!\J3]% 6．画出以下波导结构：
>k=@YLj a. Linear waveguide 1
)ytP$,r![S Label: linear1
}y+a )2 Start Horizontal offset: 0.0
4-'0# a Start vertical offset: -0.75
sMJa4 P>O@ End Horizontal offset: 8.5
"av/a End vertical offset: -0.75
,5t_}d|3C= Channel Thickness Tapering: Use Default
hmb=_W Width: 1.5
;r]!
qv : Depth: 0.0
+[S< "}ls7 Profile: ChannelPro_n=1.5
l#+@!2z vt(n: Xk b. Linear waveguide 2
o ?.VW/" Label: linear2
i{Q ,>Rt Start Horizontal offset: 0.5
+Bt%W%_ X Start vertical offset: 0.05
\sW>Y#9] End Horizontal offset: 1.0
J]48th0 , End vertical offset: 0.05
~G ^+.>j Channel Thickness Tapering: Use Default
w`#9Re Width: 0.1
V!+ < Depth: 0.0
0BjP|API Profile: ChannelPro_n=3.14
LT,zk)5 %^"i\- *|S 7.加入水平平面波：
f|s,%AU"i Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+ = gU`<\ Input field Transverse: Rectangular
i8R 2Y9Q*O X Position: 0.5
pm= s Direction: Negative Direction
SEZ08:>x r Label: InputPlane1
$\20Vgu< 2D Transverse:
"Nq5FcS9 Center Position: 4.5
G(hnrRxn Half width: 5.0
nA j +HLO Titlitng Angle: 45
w>RwEU+w=@ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
O4a~(*f 图2.波导结构（未设置周期）
}1sd<<\` f=4q]y#& X 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。
O#vIn } 将Linear2代码段修改如下:
/" &Jf}r Dim Linear2
`j.-hy>s for m=1 to 8
-b
)~ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Fj <a;oV Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
+~lPf. Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
^Ri
;
vM Linear2.SetAttr "Depth", "0"
j(_6.zf Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
3|/zlKZz Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+]C|y ,r Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
:pP l|" Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
= o1 &.v2j *zX^Sg-[ 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。
dFnu&u" 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Nb> C 5TjR 5VLC\QgK^ 设置仿真参数
dJ{'b '# 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U
owbk: 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
XJ7mvLM; TE simulation
ITU6Eq Mesh Delta X: 0.015
oi^pU Mesh Delta Z: 0.015
;@[a x{ J Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
N#X(gEV 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
%#lJn.o Number of Anisotropic PML layers: 15
wF['oUwHH 其它参数保持默认
E I&)+cC 运行仿真
CX>QP&Gj • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
o{ K#LP • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
}/%^;@q ; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
5jc y*G}[ `g(r.`t^ 远场分析
衍射波
$-mwr,i 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
qI1J M = 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
;J?zD9 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
It Q3|-^ 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)
{,o =K4CD 图4.远场计算对话框
gG,gL 9o hKQg:30< 5. 在远场对话框，设置以下参数：
SA -r61 Wavelength: 0.63
9m2Yrj93 Refractive index: 1.5+0i
}& e#b]&:* Angle Initial: -90.0
:x _; - Angle Final: 90.0
/A%31WE&1 Number of Steps: 721
6vZ.CUK9 Distance: 100, 000*wavelength
4jz2x #T Intensity
Y:K1v:Knw inv 5>OeG 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
xz vbjS W 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
tc)4 $"9) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
