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：
P#vv+]/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
o$[a4 I •光栅布局
模拟和后处理分析
ECmHy@( 布局layout
qv
;1$ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
y] ~+ `9 图1.二维光栅布局
g:~?U*f- }J'5EAp 用VB脚本定义一个2D光栅布局
f)u*Q!BDD |k[ ' wqn" 步骤：
j.
ks UJ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
~PU1vbv9T 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 9T bS>o Wafer Dimensions：
{kRDegby Length (mm): 8.5
n)1 Width (mm): 3.0
|p=.Gg=2 B
$ y44 2D wafer properties:
rw=UK` Wafer refractive index: Air
E7Gi6w~\ 3 点击 Profiles 与 Materials.
Pp JE|[] s= GOB"G 在“Materials”中加入以下
材料：
8;+Hou Name: N=1.5
&<fR ej]v Refractive index (Re:): 1.5
{"gyX DE1 x3Dg%=R Name: N=3.14
&}L36|A: Refractive index (Re:): 3.14
R&x7 Iq:=D lD;,I^Lt6 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
k^'d@1z;C Name: ChannelPro_n=3.14
<x>k 3bD 2D profile definition, Material: n=3.14
N18diP[C 2RSHB o Name: ChannelPro_n=1.5
u75)>^:I 2D profile definition, Material: n=1.5
<g/(wSl 5b{yA~ty 6．画出以下波导结构：
-!bLMLIg a. Linear waveguide 1
c9ov;Bw6S Label: linear1
5u
u2 _B_L Start Horizontal offset: 0.0
yG 4LQE Start vertical offset: -0.75
!e#I4,f n End Horizontal offset: 8.5
YjIED,eRv End vertical offset: -0.75
D<D
k1 Channel Thickness Tapering: Use Default
JQbMw >Y Width: 1.5
wk@(CKQzI, Depth: 0.0
v,!Y=8~ 9 Profile: ChannelPro_n=1.5
q _T?G e wCC~tuTpr b. Linear waveguide 2
iuU3*yyn Label: linear2
QE{;M Start Horizontal offset: 0.5
_?(hWC"0 Start vertical offset: 0.05
\$~ oH3m& End Horizontal offset: 1.0
S\{^LVXTMd End vertical offset: 0.05
S '%cf7Z Channel Thickness Tapering: Use Default
$jm>tW&; Width: 0.1
(&Tb,H)= Depth: 0.0
4-}A'fTU8 Profile: ChannelPro_n=3.14
ad3z]dUZ9 J:mu%N` 7.加入水平平面波：
8)q]^ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
L9un hx Input field Transverse: Rectangular
`S/1U87 X Position: 0.5
1A/c /iC Direction: Negative Direction
Pguyf2/w Label: InputPlane1
XB!`*vZ/< 2D Transverse:
=
"hY{RUa Center Position: 4.5
s ?Qb{ Half width: 5.0
x}8T[ Titlitng Angle: 45
FOUs=
E[ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
I}G}+0geV 图2.波导结构（未设置周期）
7p >-oR" B,m$ur#$ 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。
@<w9fzi 将Linear2代码段修改如下:
EBL,E:_) Dim Linear2
<{z 3p:\ for m=1 to 8
\,cKt_{ u Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
C+#;L+$Gi Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
IIt ^e#s& Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
8yo6v3JqC Linear2.SetAttr "Depth", "0"
f { 4G Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
PHiX:0zT Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
3NxaOO` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
E[Ws} n. Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
MCrO]N($b }$k`[ivBx( 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
,, H$>r_; 图3.光栅布局通过VB脚本生成
#ZnX6=;X vhquHy.qi# 设置仿真参数
k\thEEVP0* 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Xx<&6
4 W 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
4ysd na\+ TE simulation
F6GZZ Kj Mesh Delta X: 0.015
uSQ>oi] Mesh Delta Z: 0.015
a$ ! {Tob2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
]gZ8b-
2O 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
7pI \`*7b Number of Anisotropic PML layers: 15
UG?C =Tf 其它参数保持默认
`=l{kBZT| 运行仿真
NUNn[c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
io33+ / • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
U# ]eN[ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
!%\To (r[ Q3O . <9S 远场分析
衍射波
=5=Vm[ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
`0G. Y 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
5NvyK[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
q~dg 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)
1
GHgwT 图4.远场计算对话框
eP)Y Je 3 #m$% S%s 5. 在远场对话框，设置以下参数：
*=If1qZs Wavelength: 0.63
%FI6\ |`M Refractive index: 1.5+0i
/,@v"mE7c! Angle Initial: -90.0
]3y5b9DuW Angle Final: 90.0
F)iG D~ Number of Steps: 721
y=qo-v59' Distance: 100, 000*wavelength
g*c\'~f; Intensity
F#bo4'&>@ DMxS -hl
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Di"9 M(6vf 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
ST8/
;S#c
图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
