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：
u.ubw(vv •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
aw&:$tw bM •光栅布局
模拟和后处理分析
,\laqH\ 1% 布局layout
9JYrP6I!_ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
>77N5 >]e 图1.二维光栅布局
i `U:uwW` (99P9\[p 用VB脚本定义一个2D光栅布局
( &HAjB Q\|72NWS 步骤：
ufyqfI D 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
()a(PvEO 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |h$*z9bsf Wafer Dimensions：
yV[9 ( Length (mm): 8.5
e= Zwh RP Width (mm): 3.0
5G "LuA S<HR6Xw 2D wafer properties:
. J[2\ "W Wafer refractive index: Air
2[6>h) 3 点击 Profiles 与 Materials.
&D0s uK# zO8` xrN! 在“Materials”中加入以下
材料：
]wFKXZeK Name: N=1.5
Z^5j.d{e$ Refractive index (Re:): 1.5
s3@sX_2 C%_^0#8-0 Name: N=3.14
b~dm+5W7 Refractive index (Re:): 3.14
D #Fe\8!l db#QA#^S 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
=2!AK[KxX Name: ChannelPro_n=3.14
U
?'$E\ 2D profile definition, Material: n=3.14
XN6 5bq 65X31vU Name: ChannelPro_n=1.5
pie<jZt 2D profile definition, Material: n=1.5
t goOzk^ pn3f{fQ 6．画出以下波导结构：
] Ak HNgW a. Linear waveguide 1
^T*^L=L_( Label: linear1
C$Pe<C# Start Horizontal offset: 0.0
2c:H0O
0o Start vertical offset: -0.75
{];4 End Horizontal offset: 8.5
.I\)1kjX End vertical offset: -0.75
!9|)v7} Channel Thickness Tapering: Use Default
h <;kj#qbb Width: 1.5
BM P LL2I Depth: 0.0
`~|8eKFq! Profile: ChannelPro_n=1.5
at7|r\`?- ) #z e b. Linear waveguide 2
Zkl:^!* Label: linear2
`.>5H\w0e Start Horizontal offset: 0.5
`s 74g0h Start vertical offset: 0.05
EGMj5@> End Horizontal offset: 1.0
xHEkmL`)4 End vertical offset: 0.05
$[9,1.?C Channel Thickness Tapering: Use Default
SjgF&LD Width: 0.1
09?n5x!6 Depth: 0.0
eveGCV;@ Profile: ChannelPro_n=3.14
5<Mht6"H Cr0
\7 7.加入水平平面波：
K^z-G=|N Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
DF D5">g@ Input field Transverse: Rectangular
LL3RC6;e X Position: 0.5
Kp,}7%hDw! Direction: Negative Direction
1o)Vzv Label: InputPlane1
| rJ_ 2D Transverse:
d bU Center Position: 4.5
!R,9Pg*E y Half width: 5.0
7 s:`]V% Titlitng Angle: 45
bm1+|gssn Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Y68`B"3 图2.波导结构（未设置周期）
il^SGH H -('!^ 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。
d5<@WI:wz 将Linear2代码段修改如下:
.UNh\R?r Dim Linear2
~N+lI\K for m=1 to 8
EN@LB2 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^9T6Ix{= Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
'Rk~bA X Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
$$YL AgO4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
%8i A0t+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
-,j J{Y~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
y@g{:/cmO Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
rXo2MX@u Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
A(AyLxB47* 0^44${bA 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
AfvTStwr 图3.光栅布局通过VB脚本生成
2 =tPxO')B Wo5G23:xz 设置仿真参数
YN 4P
>d 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
I%xrDiK97 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
^5vFF@to TE simulation
E&0A W{ Mesh Delta X: 0.015
N^|r.J Mesh Delta Z: 0.015
c qeId&Cg Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
2^Gl;3 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
M"F?'zTkJ Number of Anisotropic PML layers: 15
nut;ohIh 其它参数保持默认
xXO& -v{ 运行仿真
G\h8 j *o
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
"hz(A.THi • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
l/O G 79qq • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
}4xxge?r 1D cYc-k# 远场分析
衍射波
FM9b0qE 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>>krH'79 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
&:L8; m 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
s Bp| Lo 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
C|"T!1MlY4 图4.远场计算对话框
XboOvdt^| GN{\ccej 5. 在远场对话框，设置以下参数：
i2b\`
805 Wavelength: 0.63
Cq1t[a Refractive index: 1.5+0i
eG # (9 Angle Initial: -90.0
Sw#Ez-X Angle Final: 90.0
&nn!{S^ Number of Steps: 721
XRs/gUT Distance: 100, 000*wavelength
Jf`;F : Intensity
!_ <. 6ja 9In&vF7$ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
*Q=-7 a m 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;~z>GJox 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
