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：
9qXHdpb#g" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
}jiqUBn% •光栅布局
模拟和后处理分析
j\dkv_L 布局layout
rxa"ji!) 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Cqg}dXn' 图1.二维光栅布局
6{lWU r J-?\,N1R7 用VB脚本定义一个2D光栅布局
T,7Y7MzF a4 `@z:l 步骤：
.&@|)u 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
.2x ypL8( 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 V]k!] Wafer Dimensions：
tO[+O=d Length (mm): 8.5
FbFUZ^Zj Width (mm): 3.0
A$XjzT R fwsq: 2D wafer properties:
7U.g4x|< Wafer refractive index: Air
jcq(=7j 3 点击 Profiles 与 Materials.
`t!iknOQ$ Mh+'f 93 在“Materials”中加入以下
材料：
#Z$6>
Xt Name: N=1.5
@z/]!n\~ Refractive index (Re:): 1.5
qZ\zsOnp Go`omh
b Name: N=3.14
ziH2<@ Refractive index (Re:): 3.14
#mkr]K8A4 Ac7`nvI= 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
X'?v8\mPK Name: ChannelPro_n=3.14
f6| 3 |
+ 2D profile definition, Material: n=3.14
3:Z(tM&-O lf|^^2'*2< Name: ChannelPro_n=1.5
TdQ^^{SRp 2D profile definition, Material: n=1.5
p*npY"}v y'@l,MN{ 6．画出以下波导结构：
3gabk/ a. Linear waveguide 1
X2@o"xU Label: linear1
bLV@Ts Start Horizontal offset: 0.0
Z,4=<;PF Start vertical offset: -0.75
GU[ Cq=k End Horizontal offset: 8.5
&PgdCijGq; End vertical offset: -0.75
[qZ4+xF,, Channel Thickness Tapering: Use Default
ItaJgtsV Width: 1.5
wd#AA#J; * Depth: 0.0
E?9_i
:IX Profile: ChannelPro_n=1.5
wj'iU&aca e0$mu?wd- b. Linear waveguide 2
xrX("ili Label: linear2
epG;=\f}m` Start Horizontal offset: 0.5
!k s<VJh Start vertical offset: 0.05
,o}[q92@w End Horizontal offset: 1.0
~IqT > End vertical offset: 0.05
zcZ w} Channel Thickness Tapering: Use Default
]cA~%$c89s Width: 0.1
/uyQ>Y*-\Y Depth: 0.0
KdR&OB m Profile: ChannelPro_n=3.14
n9J>yud| /N^+a-.Qd 7.加入水平平面波：
CD tYj Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
' P Yl%2 Input field Transverse: Rectangular
eoL)gIM% X Position: 0.5
8/F2V?iT Direction: Negative Direction
5Y&@
:Y Label: InputPlane1
i,<-+L$z 2D Transverse:
uf>w* [m5 Center Position: 4.5
*FE<'+% Half width: 5.0
NkJ^ecn%) Titlitng Angle: 45
'9[_ w$~( Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
aLq; a 图2.波导结构（未设置周期）
&%bX&;ECzf 8)tyn'~i 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
2 ?ednMoE 将Linear2代码段修改如下:
kL3=7t^ 1 Dim Linear2
co@8w!W for m=1 to 8
Bf}_ Jw-= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
8xv\Zj + Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
%51pf u L Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
)~n}ieS Linear2.SetAttr "Depth", "0"
K@,VR3y / Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
SeTU`WLEm Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Tc*PD t0C Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
z7_./ksQ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
8 (I"C$D!k ,- "]IR!,w 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。
Xm-63U`w5 图3.光栅布局通过VB脚本生成
BY d3 rI K%k,- 设置仿真参数
KqUFf@W 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
B dKwWgi+a 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
EAkP[au. TE simulation
[~ o3S$C&7 Mesh Delta X: 0.015
KJ~pY<a? Mesh Delta Z: 0.015
F )IP~BE-k Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
9e5UTJ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
3 /e !7 Number of Anisotropic PML layers: 15
d]^ i1 其它参数保持默认
k$>T(smh 运行仿真
:+=* • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
)?WoL Ejq • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
;$i'A&)OC • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
*+z({S_Nv 4kM<L}J# 远场分析
衍射波
ivq4/Y] -X 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
u& Fm}/x 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
3{l"E(qqZ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
U&XoT-p$L 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)
*8p</Q 图4.远场计算对话框
. <B1i e'Pa@]VaC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
i&$uG[&P Wavelength: 0.63
8 f.L a Refractive index: 1.5+0i
5ZVTI,4K Angle Initial: -90.0
1rEP)66N Angle Final: 90.0
c jXwOk1:s Number of Steps: 721
]@>| y2 Distance: 100, 000*wavelength
Kf4z*5Veqr Intensity
9 ?8`" v Q [{v U 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
K?4(o u 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
R;o_ * 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
