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：
R WY>`.su •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
-"xAeI1 + •光栅布局
模拟和后处理分析
_]*[T Gap 布局layout
\/1~5mQ+ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
oX)a6FXK> 图1.二维光栅布局
n/;{- -J63'bb7oi 用VB脚本定义一个2D光栅布局
xCL)<8[R,} YTTy6*\,_ 步骤：
Kc]cJ`P4. 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
g=D]=& H 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,$Fh^KN o] Wafer Dimensions：
RbUir185Y Length (mm): 8.5
Ut~YvWc9 Width (mm): 3.0
)b nGZ8h99 aN"YEL>w 2D wafer properties:
Z6gwAvf< Wafer refractive index: Air
LF.i0^#J 3 点击 Profiles 与 Materials.
A(&\wd G--vwvL 在“Materials”中加入以下
材料：
%rs2{Q2k Name: N=1.5
>
U3 >I^Y Refractive index (Re:): 1.5
g s1 $!G|+OuTR Name: N=3.14
!m\B y%( Refractive index (Re:): 3.14
27gHgz}} / w dvm4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Z=-#{{bv Name: ChannelPro_n=3.14
N''xdz3Z 2D profile definition, Material: n=3.14
Qq{tX ` ci
P Name: ChannelPro_n=1.5
dh]Hf,OLF 2D profile definition, Material: n=1.5
u@D5SkT ~jKIuO/ 6．画出以下波导结构：
q#O tp\f a. Linear waveguide 1
5Zc Label: linear1
o$bQ-_B` Start Horizontal offset: 0.0
2pHR $GZ2 Start vertical offset: -0.75
5Qg*j/z? End Horizontal offset: 8.5
CNuE9|W(vI End vertical offset: -0.75
T\zn&6 Channel Thickness Tapering: Use Default
\W_ Dz*N Width: 1.5
*W2] Kxx* Depth: 0.0
e{2Za Profile: ChannelPro_n=1.5
\zVp8MMf aEQrBs b. Linear waveguide 2
SN[ yC Label: linear2
_j$V[=kdM/ Start Horizontal offset: 0.5
i{:?Iw 'ay Start vertical offset: 0.05
6;I zw$X End Horizontal offset: 1.0
3mE8tTA$R End vertical offset: 0.05
x2~fc Channel Thickness Tapering: Use Default
5Q}HLjG8Z Width: 0.1
~>]Ie~E: ( Depth: 0.0
o}36bi{ Profile: ChannelPro_n=3.14
\py&v5J)s! x6T$HN/2 7.加入水平平面波：
y54R D/`- Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
kVW rZ>McK Input field Transverse: Rectangular
31g1zdT! X Position: 0.5
"
d~M \Az Direction: Negative Direction
"}uu-5]3 Label: InputPlane1
,iiI5FR 2D Transverse:
:'H}b*VWx Center Position: 4.5
7}=MVp] )S Half width: 5.0
* JW.ca} Titlitng Angle: 45
D_f :D^ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6(Cjak+~! 图2.波导结构（未设置周期）
|%Y =]@ f >hnhV6s s 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。
^ y &2N 将Linear2代码段修改如下:
+ZwTi!W Dim Linear2
}sZy |dd for m=1 to 8
BhyLcUBuB Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
,({% t Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
$H,9GIivD Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
aIfB^M*c5 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
48GaZ@v Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
cJ,`71xop, Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2zjY|g/ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+ L 5 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
]w8h#p X p|$z ~ 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。
7z&^i-l . 图3.光栅布局通过VB脚本生成
|Pse=_i Mm^6*L] 设置仿真参数
,(yaW d6 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
e $5s],,n 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
xUs1-O1i TE simulation
KC\W6|NtGj Mesh Delta X: 0.015
~r]$(V n
Mesh Delta Z: 0.015
3A b_Z Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
SkX x : @ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
# 4sSt-s& Number of Anisotropic PML layers: 15
s[*I210 其它参数保持默认
G>^ _&(c@2 运行仿真
T 6rjtq • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
tUFXx\p • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Ycee x}X*5 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
M <)Vtn ~qW"v^< 远场分析
衍射波
.V^h< d{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
L: _pJP 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
>3ASr M+>w 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
Ef6LBNWY. 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)
1w?DSHe 图4.远场计算对话框
E+aE5wmr 62xAS#\K> 5. 在远场对话框，设置以下参数：
B\7 80p< Wavelength: 0.63
h6gtO$A|p= Refractive index: 1.5+0i
`X wKCI Angle Initial: -90.0
fPsUIlI/A Angle Final: 90.0
[%7oq;^J Number of Steps: 721
.`N&,&H Distance: 100, 000*wavelength
oth=#hfU^ Intensity
Ru`7Xd. ez *O'U 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
kv3V| 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
~D Ta% J 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
