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：
>UQ`@GdafR •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5X'com?T •光栅布局
模拟和后处理分析
#f 4" 布局layout
N;.cZp2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
BWz7m9 T 图1.二维光栅布局
-c1$ >+ 3}}#'5D 用VB脚本定义一个2D光栅布局
-XSu;'4q @$ea-fK?? 步骤：
:<`hsKy& 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ke(Lj RS 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 SLiQHWw*J Wafer Dimensions：
O 0lQ1<= Length (mm): 8.5
W9$mgs=S`E Width (mm): 3.0
|0wUOs*5 > H ,t^i}@ 2D wafer properties:
'yWv @) Wafer refractive index: Air
bN#)F
3 点击 Profiles 与 Materials.
<AzM~]"3 $jDp ^ - 在“Materials”中加入以下
材料：
t-vH \ m Name: N=1.5
&f\ng{ Refractive index (Re:): 1.5
Xu 1tN9:oE f y| Ae Name: N=3.14
05<MsxB"w Refractive index (Re:): 3.14
qX(sx2TK bB^SD] }C 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
^c9~~m16+ Name: ChannelPro_n=3.14
\ \qw"w9 2D profile definition, Material: n=3.14
y3
{om^ f hE-u9i Name: ChannelPro_n=1.5
}tIIA"dZ 2D profile definition, Material: n=1.5
d45JT?qg& <3!jra,h 6．画出以下波导结构：
^[d|^fRH Q a. Linear waveguide 1
C?FUc cI Label: linear1
Ef;OrE"" Start Horizontal offset: 0.0
|7jUf$Q\p Start vertical offset: -0.75
!2('Cq_^ End Horizontal offset: 8.5
+^c;4-X
0 End vertical offset: -0.75
Y dgaZJs Channel Thickness Tapering: Use Default
t._W643~ Width: 1.5
&oWdBna"_ Depth: 0.0
Jmln* ,Ol7 Profile: ChannelPro_n=1.5
F1@gYNbI, T/%s7!E b. Linear waveguide 2
;b[% L& Label: linear2
W@^ O'&3d Start Horizontal offset: 0.5
cTKj1)!z?X Start vertical offset: 0.05
%} _{_Z End Horizontal offset: 1.0
Os?`!1- End vertical offset: 0.05
-Kj^ l3w Channel Thickness Tapering: Use Default
^n|u $gIF8 Width: 0.1
zL @ZNH Depth: 0.0
g E/O 29Y Profile: ChannelPro_n=3.14
-vXX u;frt N U*6MT4 7.加入水平平面波：
5PPV`7Xm9 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
c}II " P Input field Transverse: Rectangular
v ZM.gn X Position: 0.5
"28b&pm Direction: Negative Direction
;a/Gs^W Label: InputPlane1
a
X >bC- 2D Transverse:
'3f"#fF6 Center Position: 4.5
i/nA(%_ Half width: 5.0
w. gI0` Titlitng Angle: 45
m<>3GF,5bP Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
;zD1#dD 图2.波导结构（未设置周期）
R=I ZFwr ~+{OSx<S 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
.0:t wj 将Linear2代码段修改如下:
&46h!g W Dim Linear2
CT@JNG$<" for m=1 to 8
*5k" v"NM( Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
x4cP% {n Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
}fW@8ji\ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
V:rq}F} Linear2.SetAttr "Depth", "0"
yz}Agc4.I Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
zg!;g`Z@S Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
6,sZo!G Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
W'2|hP Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
(^'TT>2B +B$ o 8V 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。
[kx_Izi/T 图3.光栅布局通过VB脚本生成
UdmYS3zs (&4aebkZO 设置仿真参数
+A 6xY 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
~^QL"p :5| 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
f%0^89 ) TE simulation
TY[1jW~{r Mesh Delta X: 0.015
%D|27gh Mesh Delta Z: 0.015
dUOvv/,FZT Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
~ y%8uHL: 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;7"}I Number of Anisotropic PML layers: 15
4oT1<n`r+ 其它参数保持默认
T8 k@DS 运行仿真
wSHE~Xx • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
r>1M&Y=< • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
0 !yvcviw • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Qi' ,[Xmf 9^Q: l0| 远场分析
衍射波
tuuc9H4B 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
.L[WvAo 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_D:#M 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
L;=:OX 0 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)
TIbq UR 图4.远场计算对话框
c#M 'Mye ]q DhGt 5. 在远场对话框，设置以下参数：
{x e$ Wavelength: 0.63
l/,O9ur- Refractive index: 1.5+0i
E(A7D XzbR Angle Initial: -90.0
|e@9Y DZ Angle Final: 90.0
pqO} =*v@ Number of Steps: 721
!uLW-[F, Distance: 100, 000*wavelength
8Czy<}S<G Intensity
@ e# eAJhU W8j)2nKD 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
"h'0&ZP~_ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Hzs]\%" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
