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：
ID#I`} h.k •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
4.IU !.Uo •光栅布局
模拟和后处理分析
)T k1 QHU 布局layout
#!)n
{h+ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Qx [t /~ 图1.二维光栅布局
C+|b1/N- @: KJYm[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
B/`
!K ;A#`]-i C 步骤：
^5=B`aich 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
44- R! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dDF
.qXq. Wafer Dimensions：
AE} )o)B Length (mm): 8.5
CZ nOui Width (mm): 3.0
sP ls
zC[ H"qOSf{ 2D wafer properties:
yz0zFfiX Wafer refractive index: Air
Yot?=T};3{ 3 点击 Profiles 与 Materials.
R58-wUto 'Y]mOD ^ p 在“Materials”中加入以下
材料：
+wkjS r`e Name: N=1.5
IEU^#= n Refractive index (Re:): 1.5
1AU#%wIEP o`Ta("9^ Name: N=3.14
&gjF4~W] Refractive index (Re:): 3.14
!E T~KL!
8stw g' 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
YX` 7Hm, Name: ChannelPro_n=3.14
e @IA20 2D profile definition, Material: n=3.14
e [8LmuIZ gCxAG Name: ChannelPro_n=1.5
/tUy3myJ 2D profile definition, Material: n=1.5
` \+@Fwfx *V+j%^91} 6．画出以下波导结构：
*k19LI.5 a. Linear waveguide 1
ai{Sa U Label: linear1
S%Us5`sd Start Horizontal offset: 0.0
yV"ZRrjO'Z Start vertical offset: -0.75
e#E2>Bj; End Horizontal offset: 8.5
'7oA< R End vertical offset: -0.75
=KR
NvW Channel Thickness Tapering: Use Default
rta:f800z Width: 1.5
]niJ G t Depth: 0.0
ahPoEh Profile: ChannelPro_n=1.5
% DdJ ^qHI Op_RzZP` b. Linear waveguide 2
KG=h& Label: linear2
5sb\r,kW Start Horizontal offset: 0.5
IV)<5' v Start vertical offset: 0.05
v;0|U:`] End Horizontal offset: 1.0
f/V
2f]. End vertical offset: 0.05
_vZ"4L+Iw+ Channel Thickness Tapering: Use Default
W16,Alf: Width: 0.1
LU 9A# Depth: 0.0
'z$Q rFW Profile: ChannelPro_n=3.14
>ss/D^YS =" g*\s?r 7.加入水平平面波：
Yboiw y,n Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
A$w4PVS Input field Transverse: Rectangular
=J ym%m X Position: 0.5
n+PzA[ Direction: Negative Direction
DS'n Label: InputPlane1
qBCK40 2D Transverse:
VhNz8 ) Center Position: 4.5
;
k)@DX Half width: 5.0
d`F &aC Titlitng Angle: 45
q5#J~n8Wr Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
u07pq4Ly 图2.波导结构（未设置周期）
IEza K ,JEF GI{ 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。
'60 L~`K 将Linear2代码段修改如下:
*;fw% PW Dim Linear2
#cCL.p"] for m=1 to 8
Q_Gi]M9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
dX)GPC-D7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/;utcc Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
D &/L: Linear2.SetAttr "Depth", "0"
di>cMS 4 c Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Ck!V V2U# Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
8A+SjJ4$ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
T16{_ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
4Z/Q=Mq2 `YI f_a{ 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。
ruazOmnn~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
%y%j*B!% YE9,KVV;$n 设置仿真参数
oD$J0{K6 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
rhb@FE)Mc 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
$]A/
o( TE simulation
`^4vT3e Mesh Delta X: 0.015
FGh] S- A Mesh Delta Z: 0.015
%,k] [V Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
]._LLSzWhg 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
p^'3Odd|O Number of Anisotropic PML layers: 15
j<)9dEM' 其它参数保持默认
|e2be1LD 运行仿真
H(&4[%;MP • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
\}
^E`b • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
:"!9_p(,, • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
>z.<u |r2 /*c\qXA5 远场分析
衍射波
|H! 9fZO 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D7S'*;F 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
PK4iuU`vh 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
W< E47 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
) u qA(R> 图4.远场计算对话框
]C:l,I ;j)FnY=: - 5. 在远场对话框，设置以下参数：
._+J_ts Wavelength: 0.63
PxfY&;4n! Refractive index: 1.5+0i
rrCNo^W1 Angle Initial: -90.0
37RLE1Yf Angle Final: 90.0
($~RoQ=0S Number of Steps: 721
H8'Z#"h Distance: 100, 000*wavelength
@-&s: Qli Intensity
{je -I9%OK g{ P%s' %* 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_Y [jyD1> 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Kk{<@v) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
