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：
)SO1P6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
. KSr@Gz •光栅布局
模拟和后处理分析
%nK 15( 布局layout
_J$p < 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
bKbpI>;[ 图1.二维光栅布局
[!|d[ {b8 Y- 用VB脚本定义一个2D光栅布局
3t}o0Ai9 ~+ NFWNgN 步骤：
u\\niCNA 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
C{Xk/Er5< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 "VOW V3Z Wafer Dimensions：
9kiy^0
7G Length (mm): 8.5
lb XkZ , Width (mm): 3.0
G6g=F+X2 YSUH*i/% 2D wafer properties:
HK4 `@jYQ Wafer refractive index: Air
MnsWB[ 3 点击 Profiles 与 Materials.
=kkA LR?#H)$ 在“Materials”中加入以下
材料：
[==Z1Q;= Name: N=1.5
; DWp>jgy Refractive index (Re:): 1.5
D,R2wNF &wC.?w$ Name: N=3.14
[ ESQD5& Refractive index (Re:): 3.14
?At-
G
U/k^ Qy 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
!ef)Ra-W Name: ChannelPro_n=3.14
h | 2D profile definition, Material: n=3.14
g5H qU2 AxQ / Name: ChannelPro_n=1.5
GM92yi!8 2D profile definition, Material: n=1.5
aQuy*\$$ `Wt~6D
e 6．画出以下波导结构：
`I<|*vW
u a. Linear waveguide 1
90I 3_[Ii Label: linear1
oW9rl]+ Start Horizontal offset: 0.0
`Hu ;Gdj= Start vertical offset: -0.75
U7'oI;C$e End Horizontal offset: 8.5
AV`7> @
End vertical offset: -0.75
No+zw% l0E Channel Thickness Tapering: Use Default
q+Q)IVaU81 Width: 1.5
<C xe t~x Depth: 0.0
GDntGTE~sk Profile: ChannelPro_n=1.5
7 4UE-H) +? 'a cn b. Linear waveguide 2
9_ $Odc%] Label: linear2
-|mRJVl8 Start Horizontal offset: 0.5
;c}];ZU 3G Start vertical offset: 0.05
6dlPS{H# U End Horizontal offset: 1.0
Wn5]2D\vkT End vertical offset: 0.05
wtyu"=
Channel Thickness Tapering: Use Default
!ZdUW] Width: 0.1
p^!p7B`qe. Depth: 0.0
Pl>t\`1:|A Profile: ChannelPro_n=3.14
N<WFe5 c^%k1pae( 7.加入水平平面波：
FT=>haN Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
f|)t[,c Input field Transverse: Rectangular
^(3k
uF X Position: 0.5
[x,&Gw a Direction: Negative Direction
hW&UG#PY> Label: InputPlane1
Wi<Fkzj 2D Transverse:
2} -W@R Center Position: 4.5
w8 Yff[o Half width: 5.0
cCIEG e6 Titlitng Angle: 45
I(SE)%!%S Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~c"c9s+o 图2.波导结构（未设置周期）
+Gko[< (XQG"G%U6W 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。
$}@l l^ 将Linear2代码段修改如下:
.67W\p Dim Linear2
J4 <*KL~a for m=1 to 8
* 0 @e_h Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!*;)]j Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
~JJv 2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
p5\b&~
g Linear2.SetAttr "Depth", "0"
o <y7Ut Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Y]PZ| G) Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
4-MA !& Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|8"HTBb\CW Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
he,T\ }; rlq8J/0/+ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
6m9Z5:xG 图3.光栅布局通过VB脚本生成
)u$A!+fo YAO0>T<F 设置仿真参数
iiu\_ a=0b 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4D8q Gti 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
OP @PB| TE simulation
UX6-{
RP Mesh Delta X: 0.015
u}$?r\H'( Mesh Delta Z: 0.015
KQk;:1hW Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
BkcOsJIz 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
g)zy^ aDf Number of Anisotropic PML layers: 15
Gh j[nsoC~ 其它参数保持默认
0F"xU1z, 运行仿真
W!{uEH{%l • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
E7N1B*KI • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
fQ<V_loP.@ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
x ` $4 l)?c3 远场分析
衍射波
RxqXGM`4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
?wm r~j 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
J &c}z4 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
wJ{M&n1H 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
pJ{sBp_$ 图4.远场计算对话框
)UWE.o BI 3]wV`mD 5. 在远场对话框，设置以下参数：
l?ofr*U&-x Wavelength: 0.63
A w83@U Refractive index: 1.5+0i
Fd2zvi Angle Initial: -90.0
bY#> Angle Final: 90.0
sC/T)q2 Number of Steps: 721
hF6EOCY6D Distance: 100, 000*wavelength
mI}' 8 . Intensity
m~# O
~) pmfyvkLS 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Jyvc(~x 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
TzVNZDQ`Jl 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
