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：
^lA Dq'] •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
DbDi n •光栅布局
模拟和后处理分析
OEMYS I% 布局layout
ECq(i( 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
S3Q^K.e? 图1.二维光栅布局
z u53m Z -2Bkun4Pt 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$H}G'LqiG 3-^z<* 步骤：
pGS!Nn;K2 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
']]C zze 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 f,S,35 `qa Wafer Dimensions：
U tb" 6_ Length (mm): 8.5
UEkn@^&bg Width (mm): 3.0
K9\p=H^T7 t]dtBt].: 2D wafer properties:
([v yY}43h Wafer refractive index: Air
TV&:`kH 3 点击 Profiles 与 Materials.
O{YT6&.S0 s
@A GU/v 在“Materials”中加入以下
材料：
ANqWY &f Name: N=1.5
ST'eJ5P7!5 Refractive index (Re:): 1.5
J/O G\} :!',o]"4,k Name: N=3.14
j6Msbq[ Refractive index (Re:): 3.14
!'yCB9]O wlSl ~A/s 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
z`)i"O]-K_ Name: ChannelPro_n=3.14
Pn& !C *, 2D profile definition, Material: n=3.14
v@_^h}h/,= 5~ B M+ja Name: ChannelPro_n=1.5
Vr%>'XN>" 2D profile definition, Material: n=1.5
;^fGQ]`4 Gcu[G]D 6．画出以下波导结构：
by*?PhfF a. Linear waveguide 1
\W%Aeg*c Label: linear1
pK_n }QW Start Horizontal offset: 0.0
i -k j6N5 Start vertical offset: -0.75
d'bAM{R> End Horizontal offset: 8.5
2kG(\+\ End vertical offset: -0.75
pv
LA:L W2 Channel Thickness Tapering: Use Default
hU:
9zLe Width: 1.5
h\]D:S Depth: 0.0
fv;3cxQp Profile: ChannelPro_n=1.5
{nr}C4]o l*l?aI b. Linear waveguide 2
B<V8:vOam Label: linear2
\:7G1_o Start Horizontal offset: 0.5
7 IEG%FY
T Start vertical offset: 0.05
IF>dsAAI< End Horizontal offset: 1.0
Vn7FbaO^ End vertical offset: 0.05
,RA;X Channel Thickness Tapering: Use Default
(SH< ]@s Width: 0.1
u;@~P Depth: 0.0
F=T} ;b Profile: ChannelPro_n=3.14
|o 6g{#1 lla ? ;^, 7.加入水平平面波：
j@ehcK9| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
QGC%, F" + Input field Transverse: Rectangular
NZ{)&ObBRt X Position: 0.5
V?yTJJ21X Direction: Negative Direction
&1Zq C; Label: InputPlane1
XWuHH ;~*L 2D Transverse:
By&ibN), Center Position: 4.5
sWG_MEbu Half width: 5.0
-gq,^j5, Titlitng Angle: 45
%I`%N2s s Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
o.o$dg(r! 图2.波导结构（未设置周期）
m|/q
o NQ9/ ,M 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。
xJNV^u 将Linear2代码段修改如下:
zyHHz\{ Dim Linear2
<SPT2NyX for m=1 to 8
mFGiysM Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
KscugX*x Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
J*%XtRio Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
p? 6`mH Linear2.SetAttr "Depth", "0"
VGe OoS Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Mk NPC Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
$F Jf8u` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
QTC- W2t] Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
3D2\#6yo Y8s.Q 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。
A.8[FkiNmD 图3.光栅布局通过VB脚本生成
$sfDtnRy &{gD(QG 设置仿真参数
>Q-"-X1 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
(q
0wV3Qv 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+[lv
`tr
TE simulation
SN Uq Mesh Delta X: 0.015
eX 0due Mesh Delta Z: 0.015
\LEU reTn Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
?l/$cO 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
8*7,qX Number of Anisotropic PML layers: 15
} G3:QD 其它参数保持默认
C1M @; 运行仿真
N B.s2I7 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
^+MG"|)u~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
XwlF[3VbiX • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[S:{$4& 0rA&Q0 远场分析
衍射波
|jhu 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
G.B~n>}JU, 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
-~rZ| W~v 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
` 0z8J*T] 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)
rG t/ /6 图4.远场计算对话框
[AA*B oNFvRb2Rd 5. 在远场对话框，设置以下参数：
U=vh_NHj Wavelength: 0.63
2zlBrjk; Refractive index: 1.5+0i
sWGc1jC?.F Angle Initial: -90.0
!\hUjM+(} Angle Final: 90.0
! zR1CM Number of Steps: 721
`iQ9 9 Distance: 100, 000*wavelength
D\LXjEm e. Intensity
;3P~eeQR Er !s\(h 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`%<^$Ng; 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
')82a49eA 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
