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：
[<!4 a •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
;bh[TmQ TJ •光栅布局
模拟和后处理分析
ky^u.+cZ 布局layout
-h|YS/$f 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4Ww.CkRG 图1.二维光栅布局
N
Dg*8i ^5- 8'9 w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
wgV?1S>Z h p< NVST 步骤：
&.4m(ZX 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
F2bAo 6~R 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 'UN
'gXny Wafer Dimensions：
Rv^
\o
Length (mm): 8.5
# 1#?k Width (mm): 3.0
9U=~t%qW$ 6.>l 2D wafer properties:
A]WR- 0Z7 Wafer refractive index: Air
u&7c2|Q 3 点击 Profiles 与 Materials.
KgCQ4w9 +|OrV' 在“Materials”中加入以下
材料：
PRpW*#"EI Name: N=1.5
m~x O;_m Refractive index (Re:): 1.5
]u(EEsG/ y G{; kJ P Name: N=3.14
/E|Ac &Qk Refractive index (Re:): 3.14
5N'Z"C 0 sm1(I7y 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
XSDudL Name: ChannelPro_n=3.14
Qjl.O HO 2D profile definition, Material: n=3.14
/"LcW"2;N k5X& |L/ Name: ChannelPro_n=1.5
D) my@W0, 2D profile definition, Material: n=1.5
{ :~&#D 5[\LQtM 6．画出以下波导结构：
h,u?3}Knnb a. Linear waveguide 1
{:!CA/ 0Jx Label: linear1
nsM :\t+
p Start Horizontal offset: 0.0
lgL|[ik` Start vertical offset: -0.75
Ki_8g End Horizontal offset: 8.5
6k% Lc4W End vertical offset: -0.75
re- ;s Channel Thickness Tapering: Use Default
pk&;5|cCD Width: 1.5
1p%75VW Depth: 0.0
&!=[.1H< Profile: ChannelPro_n=1.5
/GQN34RD &|8R4l C| b. Linear waveguide 2
6_#:LFke Label: linear2
pMy];9SvW Start Horizontal offset: 0.5
QT\=>,Fz _ Start vertical offset: 0.05
X u+^41 End Horizontal offset: 1.0
O 6}eV^y End vertical offset: 0.05
)t#v55M Channel Thickness Tapering: Use Default
-%g&O-i\ Width: 0.1
%l.5c Sn@ Depth: 0.0
q0a8=o"| Profile: ChannelPro_n=3.14
}k K6"]Tj o8A1cb4<T 7.加入水平平面波：
:Q@qR((&o Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
&P,z$H{o@ Input field Transverse: Rectangular
Dno' - {- X Position: 0.5
ET[vJnReC Direction: Negative Direction
^jiYcg@_[ Label: InputPlane1
] ?$e Bbt 2D Transverse:
dhAkD-Lh Center Position: 4.5
l)^sE) Half width: 5.0
9B A*e-[ Titlitng Angle: 45
j0F'I*Z3 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
`1T?\ 图2.波导结构（未设置周期）
~g_]Sskf7 3cH`>#c 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。
ee+*&CT) 将Linear2代码段修改如下:
GO II
B Dim Linear2
A3Lfh6O for m=1 to 8
i7UE9Nyl* Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
M'"@l $[QM Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
9:\YEs" Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
cp&- 6 w+ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
ZI0C%c.~ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
{ejJI/o0 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{}W9m)I Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
X^!1 Mp EQ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ktu{I -hpJL\ng 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。
H1bPNt6 3 图3.光栅布局通过VB脚本生成
3S97h n{|= hA0g'X2eC 设置仿真参数
i3s,C;7[2 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Gd]!D~[1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Y9K$6lz TE simulation
LG/6_t} Mesh Delta X: 0.015
Y\sSW0ZX Mesh Delta Z: 0.015
Cqy)+x_OQ, Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
n.a55uy 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
IQ`# M~: Number of Anisotropic PML layers: 15
QS*!3? % 其它参数保持默认
=WYI|3~Cz 运行仿真
64hl0'67y • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
uzA_Zjx • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~G ;lEp • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
>C1** GQ k$u/6lw]IB 远场分析
衍射波
O$2'$44HX 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y@+e)p{ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
,dG2[<?o 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
F_?aoP&5 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
bi^Xdu 图4.远场计算对话框
e{~3& ~`<( T)rs 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/tu+ L6 Wavelength: 0.63
me7? Refractive index: 1.5+0i
%DKQ Angle Initial: -90.0
+] .Zs< Angle Final: 90.0
_"Bh
3 7 Number of Steps: 721
=xa:>Vh# Distance: 100, 000*wavelength
QNk\y@yKw Intensity
8l, R|$RKP m o$`a6[h< 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
\}:&Hl+ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
R`_RcHY: 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
