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：
)]3L/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
SijS5irfk •光栅布局
模拟和后处理分析
% oR>Uo 布局layout
h+5 @I%WX 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}Iip+URG 图1.二维光栅布局
|J\,F.{' 6vF/e#}, 用VB脚本定义一个2D光栅布局
v O PMgEI n? }5 ! 步骤：
;c$ @@ l 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
*l:&f_ngV 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 72u db^ Wafer Dimensions：
\<=IMa0 Length (mm): 8.5
U[ bgu#P; Width (mm): 3.0
8sH50jeP t|< FA# 2D wafer properties:
2Sjt=LOc=" Wafer refractive index: Air
>GmN~"iJ 3 点击 Profiles 与 Materials.
G@B*E%$9 )Y~xIj > 在“Materials”中加入以下
材料：
%Sul4: D# Name: N=1.5
'd+ :D' Refractive index (Re:): 1.5
y)tYSTJK @"w2R$o Name: N=3.14
FZH-q!"^cK Refractive index (Re:): 3.14
BD4`eiu" V!W1fb7V 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Hxn<(gd
G Name: ChannelPro_n=3.14
+O4( a. 2D profile definition, Material: n=3.14
EQ/^& \@8*T S Name: ChannelPro_n=1.5
D,E$_0 2D profile definition, Material: n=1.5
`On3/gU| 5tMh/]IeS 6．画出以下波导结构：
(uRZx X a. Linear waveguide 1
CIEJql?` Label: linear1
KXq_K:r ? Start Horizontal offset: 0.0
=&N$Vqn Start vertical offset: -0.75
E0<)oQ0Xa> End Horizontal offset: 8.5
`\ R{5TU End vertical offset: -0.75
3(C :X1 Channel Thickness Tapering: Use Default
(![t_r0 Width: 1.5
bs
BZ E Depth: 0.0
bQ"N
;d)e Profile: ChannelPro_n=1.5
K?[) E3 6{8/P'@/Zz b. Linear waveguide 2
` zY!`G Label: linear2
[g`, AmR\! Start Horizontal offset: 0.5
+YuzpuxjJ Start vertical offset: 0.05
7OE[RX8!f End Horizontal offset: 1.0
M7vj^mt? End vertical offset: 0.05
Hit Ac8 Channel Thickness Tapering: Use Default
/K@$#x_{ Width: 0.1
# ) `\!)? Depth: 0.0
i5VG2S Profile: ChannelPro_n=3.14
P.h.M A] Wy.";/C 7.加入水平平面波：
ik IzhUWE Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Yg&`
U^7]B Input field Transverse: Rectangular
gApz:K[l X Position: 0.5
f1J %]g! Direction: Negative Direction
6g~+( ({lQ Label: InputPlane1
@mNJ=mEV 2D Transverse:
GG+5/hU Center Position: 4.5
Z\' wm' Half width: 5.0
{>h97}P Titlitng Angle: 45
y?Onb 3% Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
: ~D]; m 图2.波导结构（未设置周期）
{_(+>v"eJ vK:QX$b 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。
O_AGMW/2+ 将Linear2代码段修改如下:
g|4w8ry Dim Linear2
,T{ oy:rB for m=1 to 8
JhJLqb@q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
S>#R_ H<( Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
}[v~& Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`iQqhx Linear2.SetAttr "Depth", "0"
A9;0y jae Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
u7#z^r Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
K$ AB} Fvc Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
iadk H]w Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
!oGQ8 e ]u0 Jd#@ 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。
#w*"qn#2Uz 图3.光栅布局通过VB脚本生成
?:/|d\,7@ @)b^^Fp 设置仿真参数
{R8=}Qo 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
s!de2z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
wS%zWdsz TE simulation
4TVwa(cB Mesh Delta X: 0.015
Ji A'BEJN Mesh Delta Z: 0.015
t%$@f jz Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
c{VJ 2NQ+ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
="dDA/,$VS Number of Anisotropic PML layers: 15
L=g_ @b 其它参数保持默认
`pm>' 运行仿真
P#*n3&Uu • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Ia7D F ' • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
RHI&j~ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
`)tA
YH ]7vf#1 i< 远场分析
衍射波
$:;%bjSI 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
|7c `(. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
o_rtH|ntX5 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
?wCs&tM 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)
SQE`
U 图4.远场计算对话框
z 6cYC, Y`^o7'Z2^P 5. 在远场对话框，设置以下参数：
gQ+9xT d Wavelength: 0.63
&O*ENpF Refractive index: 1.5+0i
g_M ^E-3 Angle Initial: -90.0
s#P:6]Ar Angle Final: 90.0
-l[jEJS} Number of Steps: 721
iaRR5D- Distance: 100, 000*wavelength
k{-`]qiK Intensity
Z
Xb}R^O- |X 3">U +- 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3]`mQm E 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
^*>n4U 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
