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：
6bnAVTL5 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
iM2
EEC •光栅布局
模拟和后处理分析
[2w3c4K 布局layout
pALB[;9g 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^FgNg'"[3 图1.二维光栅布局
&ukNzV}VW )$q<"t\#P# 用VB脚本定义一个2D光栅布局
V.WfP*~NJ 7qE V5! 步骤：
`Q26Dk 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
f<SSg* A; 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {N5 g52MN Wafer Dimensions：
*B}vYX Length (mm): 8.5
'G(N,vu[@ Width (mm): 3.0
: &yRvu 1ISA^< M 2D wafer properties:
}# !o^B8 Wafer refractive index: Air
CW\o >yh 3 点击 Profiles 与 Materials.
&Wd,l$P<O PkDL\Nqe 在“Materials”中加入以下
材料：
u-UUF Name: N=1.5
?d +B]VYw Refractive index (Re:): 1.5
4NR,"l) rShi"Yw Name: N=3.14
?]fBds= Refractive index (Re:): 3.14
-Qnnzp$]
p< *-B 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
&8"a 7$ Name: ChannelPro_n=3.14
I-/PzL<W P 2D profile definition, Material: n=3.14
0IDHoN aT< /<:9NP' ^ Name: ChannelPro_n=1.5
TeqFy( Dr 2D profile definition, Material: n=1.5
OD\x1,E)I jLr8?Hyf 6．画出以下波导结构：
bG ^eP :r a. Linear waveguide 1
X z]}cRQ[ Label: linear1
DDAqg x Start Horizontal offset: 0.0
fS#/-wugOB Start vertical offset: -0.75
^ Jnp\o> End Horizontal offset: 8.5
.6O>P2m]a_ End vertical offset: -0.75
m.K"IXD Channel Thickness Tapering: Use Default
Rp`}"x9 Width: 1.5
GsDSJz Depth: 0.0
zN5i}U=|r Profile: ChannelPro_n=1.5
}i[i{lKj DP; B*s4{U b. Linear waveguide 2
,6t0w|@-k Label: linear2
-HoPECe Start Horizontal offset: 0.5
pbqa Start vertical offset: 0.05
$,i:#KT` End Horizontal offset: 1.0
X0vkdNgW End vertical offset: 0.05
,?&hqM \ Channel Thickness Tapering: Use Default
8(3vNuyP Width: 0.1
xmiF!R Depth: 0.0
$6y1';A Profile: ChannelPro_n=3.14
K?I@'B' _"WQi}Mm 7.加入水平平面波：
ev8 E.ehD Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
boN)C?"^h Input field Transverse: Rectangular
?WAlW ,H> X Position: 0.5
&7@6Y {!/
Direction: Negative Direction
P45q}v Label: InputPlane1
JC =Bxv 2D Transverse:
N# ,4BU Center Position: 4.5
uN $X3Ls_ Half width: 5.0
H>M%5bj Titlitng Angle: 45
=, T~F3pK Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
R1P ,0 Yf 图2.波导结构（未设置周期）
(5yg\3Jvp 55$by.rf? 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。
^kt"n( P5 将Linear2代码段修改如下:
:nwcO3~` Dim Linear2
8:t-I]dzk for m=1 to 8
~7~nU>Vv Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
>Y2Rr9 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
kN}.[enI~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
gpw(j0/Fs Linear2.SetAttr "Depth", "0"
9 l,Gd Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
l >qCT Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
q1?2
U< Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
{.!:T+'Xi\ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
.5 dZaI) ,Y`C7Px 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。
^2mXXAQf7^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
QGLm4 Wl9 -TD6s:' 设置仿真参数
-9aht}Z 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
`E|IMUB~ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+i)1 jX< TE simulation
F5MWxAS,> Mesh Delta X: 0.015
gsU&}R1*h Mesh Delta Z: 0.015
g` h>:5] Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
55!9U :{ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
QPFpGS{ d Number of Anisotropic PML layers: 15
0 \h2& 其它参数保持默认
(O<l Vz@8 运行仿真
}XXE
hOO • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
9s7B1Pf • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\DQ; v • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
tX p)o >" o<g (%ncr 远场分析
衍射波
Z2$-},i 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
-_4! id 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
R/b=!< 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
-_314j=`/ 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)
8wy"m=>=b} 图4.远场计算对话框
CI @I #Kh`ATme 5. 在远场对话框，设置以下参数：
>yWJk9h f Wavelength: 0.63
XBr>K> ( Refractive index: 1.5+0i
lhjPS!A~ Angle Initial: -90.0
bX6*/N Angle Final: 90.0
Jz|(B_U Number of Steps: 721
Lte\;Se.tu Distance: 100, 000*wavelength
F;_; lRAb Intensity
Hv`Zc* %2L9kw' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
A{c6XQR~z 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
:qT>m 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
