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：
\dB z-H'@ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
qw|B-lT{: •光栅布局
模拟和后处理分析
^' sy hI\ 布局layout
0 '5N[Bvp 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
lYm00v 6y 图1.二维光栅布局
]REF1<)4z ~-yq,x 用VB脚本定义一个2D光栅布局
'vZWk eo ! v%%_sRV 步骤：
HR'F 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
)ZZ6 (O 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 C1YH\ X( r Wafer Dimensions：
oC !z+< Length (mm): 8.5
*L<<S=g$2 Width (mm): 3.0
KpQ@cc ?|hY tV 2D wafer properties:
6SAYe%e Wafer refractive index: Air
~^3U@( : 3 点击 Profiles 与 Materials.
A(C0/|#V c /-'^+9 在“Materials”中加入以下
材料：
d(D|rf,av Name: N=1.5
? a*yK8S Refractive index (Re:): 1.5
tg2+Z\0)4g )4GCL(& Name: N=3.14
w/ID y Q Refractive index (Re:): 3.14
*u >[ _ ^0UK|[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
0e'@Xo2e Name: ChannelPro_n=3.14
U QT=URS 2D profile definition, Material: n=3.14
SmP&wNHQ f 2;SiH ]HNS Name: ChannelPro_n=1.5
8(:O5# 2D profile definition, Material: n=1.5
] PH'G>x ge&!G O 6．画出以下波导结构：
o Hethk a. Linear waveguide 1
ukee.:{ Label: linear1
FbD9G6h5 Start Horizontal offset: 0.0
phcY QqR Start vertical offset: -0.75
N/B-u)?\: End Horizontal offset: 8.5
Cj6$W5I m End vertical offset: -0.75
5.U|CL Channel Thickness Tapering: Use Default
=kW7|c5Z Width: 1.5
[Al} GM Depth: 0.0
+39p5O! Profile: ChannelPro_n=1.5
#ChF{mh $r (9'm}W b. Linear waveguide 2
0{47 TX*YX Label: linear2
X_wPuU% Start Horizontal offset: 0.5
5mI}IS|@ Start vertical offset: 0.05
E^Z?X2Z End Horizontal offset: 1.0
F*,RDM'M End vertical offset: 0.05
yt `K^07@ Channel Thickness Tapering: Use Default
mv`ND& Width: 0.1
vSJ#
}& Depth: 0.0
>yt8 gw0J Profile: ChannelPro_n=3.14
jH2_Ekgc;_ f2M} N 7.加入水平平面波：
_Qf310oONS Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
p, S/-ph Input field Transverse: Rectangular
zhC5%R &n/ X Position: 0.5
EUuk%<q7C( Direction: Negative Direction
?Lquf&`vP Label: InputPlane1
z7O$o/E-* 2D Transverse:
J@(69 & Center Position: 4.5
1>_2 =^[ Half width: 5.0
z~RE}k Titlitng Angle: 45
+)e+$
l Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
/baSAoh/e 图2.波导结构（未设置周期）
^[hx`Rh`t bb`8YF+?' 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。
9h0Y">}`b 将Linear2代码段修改如下:
mq oB]H, Dim Linear2
IFW"S fdZk for m=1 to 8
]9$^=z%SE Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
V \r2=ok@y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
!s[[X5 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
CdNb&Nyz Linear2.SetAttr "Depth", "0"
#HmZe98[% Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9 EV. ![ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
bm-&H Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
o Yrg;]H Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
/NFm6AA] Kr@6m80E5 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。
7) Qq 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,^&amWey H ie 设置仿真参数
DDp\*6y3l 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
1HBX D\! 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
EVDcj,b" ^ TE simulation
vW`[CEm^X Mesh Delta X: 0.015
%. W56 Mesh Delta Z: 0.015
%@Nu{?I Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
zEs:OOM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
.CBb%onx Number of Anisotropic PML layers: 15
&O^t]7 其它参数保持默认
)EIT>u= 运行仿真
gE~LP wM • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
e3]v
*<bj • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$'93:9tg • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6l& ,!f d J)= "Im) 远场分析
衍射波
z--Y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Eanwk` Rx 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
7&vDx=W 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
Q4F&#^02y 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)
#=
@?)\~ 图4.远场计算对话框
*apkw5B}C ^BhS* 5. 在远场对话框，设置以下参数：
sTw+.m{F Wavelength: 0.63
QEc4l[^{.B Refractive index: 1.5+0i
yUEvva Angle Initial: -90.0
QeG3X+ Angle Final: 90.0
n|eM}ymF+ Number of Steps: 721
j. mla Distance: 100, 000*wavelength
Oz Axnd\.N Intensity
g,s^qW0vds `{9bf)vP6 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
yVgHu#?PM 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;={3H_{3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
