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：
gw' u Y$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
,<R/jHZP9 •光栅布局
模拟和后处理分析
q}P< Ejq} 布局layout
lx _jy>$}r 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
kx&Xk0F_g 图1.二维光栅布局
)d5H v2/0 JAJo^}}{b 用VB脚本定义一个2D光栅布局
C^9G \s' 2f>G 步骤：
]S ;^QZ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
OXcQMVa
6 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 L A &W@ Wafer Dimensions：
" #,]` ME; Length (mm): 8.5
gZ
vX~ Width (mm): 3.0
?.Mw s |B 2D wafer properties:
7i^7sT8t Wafer refractive index: Air
Ua0fs|t1v 3 点击 Profiles 与 Materials.
JL gk? Ag e 在“Materials”中加入以下
材料：
$>Md]/I8 Name: N=1.5
r9nH6 Md\ Refractive index (Re:): 1.5
7Nx5n< >%Rb}Ki4 Name: N=3.14
mHCp^g4Q Refractive index (Re:): 3.14
Mj&`Y
gW5a "< [ 'W( 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
tg =ClZ- Name: ChannelPro_n=3.14
S:!gj2q9| 2D profile definition, Material: n=3.14
;Z>u]uK4+ r\nKJdh;ka Name: ChannelPro_n=1.5
(=#[om( A 2D profile definition, Material: n=1.5
u@QP<[f
#._%~ }U 6．画出以下波导结构：
Nl"Xl? y} a. Linear waveguide 1
u /PaXQ Label: linear1
8 KDF*%7' Start Horizontal offset: 0.0
zgre&BV0q Start vertical offset: -0.75
^na8d's: End Horizontal offset: 8.5
mL\_C9k,n End vertical offset: -0.75
Pnf|9?~$H Channel Thickness Tapering: Use Default
BG ] w2= Width: 1.5
W)F<<B, Depth: 0.0
Y2lBQp8'| Profile: ChannelPro_n=1.5
2cv!85 X} "Ic@8 b. Linear waveguide 2
aC$-riP,?' Label: linear2
Tfasry9'8 Start Horizontal offset: 0.5
%LI[+#QE Start vertical offset: 0.05
2AYV9egZ End Horizontal offset: 1.0
3Jh T End vertical offset: 0.05
3PRg/v D3 Channel Thickness Tapering: Use Default
o8<0#W@S Width: 0.1
q{4W@Um- Depth: 0.0
t<8vgdD Profile: ChannelPro_n=3.14
4I"%GN[tA :mP%qG9U 7.加入水平平面波：
RP!!6A6: Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
f3r\X Input field Transverse: Rectangular
%@C(H%obWd X Position: 0.5
9Yu63s ia Direction: Negative Direction
y $i^C: N Label: InputPlane1
KMs[/|HX\ 2D Transverse:
h M_0/o- Center Position: 4.5
QuB`}rfLf Half width: 5.0
5(9SIj^O Titlitng Angle: 45
kSL7WQe?j Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
kHWW\?O 图2.波导结构（未设置周期）
l]g
/rs 4o/}KUu(* 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
7hV9nuW 将Linear2代码段修改如下:
tO?NbW cp Dim Linear2
8x)&4o@ for m=1 to 8
hk5[ N= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
R N, 5>.w Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4lM)ZDg Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
X667*L^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
J#1-Le8@ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ot%^FvQ[c Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Np2I*l6W Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
a:q>7V|%$ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
MWGs:tpL4 Fx@ovI- 5 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。
%-nYK3 图3.光栅布局通过VB脚本生成
T<o^f
n,H i`nmA-Zj[ 设置仿真参数
E =*82Y=B 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
dmR>u 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
kT-dQ3 2 TE simulation
w"PnN Mesh Delta X: 0.015
v| K, Mesh Delta Z: 0.015
biLNR"/E Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Os90fR 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
GgU8f0I Number of Anisotropic PML layers: 15
L'Yg$9 Vz 其它参数保持默认
@~=*W 5 运行仿真
$ a@T:zfe • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
K'6NW:zp~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
xmM!SY > • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
9mmkFaBQ m}-* B1 远场分析
衍射波
*XU2%"Sc 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
=%)Y,
)" 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
S|jE1v"L 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
21T#NYfew 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)
2@Nt6r 图4.远场计算对话框
$q|- 9B 2iWS k6%R 5. 在远场对话框，设置以下参数：
h&| S* Wavelength: 0.63
Yy 8? X9r. Refractive index: 1.5+0i
i-jrF 6& Angle Initial: -90.0
f,} (=
u Angle Final: 90.0
*2T"lpl Number of Steps: 721
2FV O@D Distance: 100, 000*wavelength
Vr ^UEu.w? Intensity
/Kd9UQU +QW | 8b 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
R/WbcQ) 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3|0wD:Dy 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
