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：
KQ9w>!N[ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
yO8@ .-j b •光栅布局
模拟和后处理分析
] g9SUFM 布局layout
BR@gJ(2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
l<=k#d 图1.二维光栅布局
-6_<] %jj-\Gz! 用VB脚本定义一个2D光栅布局
xG
ed Y*[` ;9)nG,P3 步骤：
&,p6lbP 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3C=QWw? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 V+>RF Wafer Dimensions：
0# 1~'e Length (mm): 8.5
KMb'm+ Width (mm): 3.0
hA/Es?U] ho^c#>81 2D wafer properties:
?S=y>b9R Wafer refractive index: Air
X0ugnQ6 3 点击 Profiles 与 Materials.
*j,noHUT~> "S{GjOlEDF 在“Materials”中加入以下
材料：
U%1M?vT/ Name: N=1.5
UjunIKX+ Refractive index (Re:): 1.5
~a7@O^q 4 Q rSO%Rm1* Name: N=3.14
$M- "a z] Refractive index (Re:): 3.14
m|?1HCRXRI + rN# 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
jsV1~1:83 Name: ChannelPro_n=3.14
,{iMF
(Nj 2D profile definition, Material: n=3.14
$@{ d\@U 1 5|gG<- Name: ChannelPro_n=1.5
p|0SA=?k" 2D profile definition, Material: n=1.5
1M_6X7PH %|/\Qu 6．画出以下波导结构：
v qUYr a. Linear waveguide 1
^Bw"+ 6d Label: linear1
U[yA`7Zs} Start Horizontal offset: 0.0
fK@UlMC] 7 Start vertical offset: -0.75
33}p02# End Horizontal offset: 8.5
^N ;TCn End vertical offset: -0.75
Q-s5-&h ( Channel Thickness Tapering: Use Default
k J .7C Width: 1.5
g:c?%J Depth: 0.0
[ot+ EA Profile: ChannelPro_n=1.5
Rdj3dg'< 7S= ]@* b. Linear waveguide 2
Bz,Xg-k+ Label: linear2
) cOBP}j+ Start Horizontal offset: 0.5
VD,g3B p Start vertical offset: 0.05
N1:)Z`r End Horizontal offset: 1.0
tnb'\}V n End vertical offset: 0.05
/ 8dRql-Ne Channel Thickness Tapering: Use Default
c2 gZ<[~ Width: 0.1
5P );t9O6 Depth: 0.0
] : ](xW% Profile: ChannelPro_n=3.14
0yUn~'+(Sp 'UCClj;?K 7.加入水平平面波：
0 '5N[Bvp Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
V2m=
m}HQ Input field Transverse: Rectangular
qvh8~[ X Position: 0.5
~-yq,x Direction: Negative Direction
'vZWk eo Label: InputPlane1
=.`e4}u \X 2D Transverse:
lH,/N4 r*& Center Position: 4.5
bI;u};v Half width: 5.0
gZz5P>^ Titlitng Angle: 45
T%PUV \LV Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ncR ]@8 图2.波导结构（未设置周期）
/I`- >#;>6q9_ 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。
RbA.&=3 将Linear2代码段修改如下:
dHn,;Vv^6 Dim Linear2
M;.:YkrUH for m=1 to 8
JVx- 4? Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
);p:[=$71 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
0)v X
Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
)h%tEY$AJ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
5cr\ J R Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&x4|! " G Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
> IS BK[=H Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
5G#2#Al(F
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
k <LFH( 6I5LZ^/ G9 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。
@Rqn&tA8 图3.光栅布局通过VB脚本生成
sdQ "[`~2R I^ ``x+a 设置仿真参数
r;zG
1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
7*Gg#XQ>( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
T' ) l TE simulation
FbD9G6h5 Mesh Delta X: 0.015
phcY QqR Mesh Delta Z: 0.015
N/B-u)?\: Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
}K 2fwE 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2B=BRVtSs Number of Anisotropic PML layers: 15
#/>OW2Ny 其它参数保持默认
{k<mN
Y 运行仿真
$)j f • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
q+ 9c81b • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$r (9'm}W • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
7}fT7tsN S1 *xM 远场分析
衍射波
5mI}IS|@ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
E^Z?X2Z 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
F*,RDM'M 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
@aWd0e] 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
Dgz^s^fxU 图4.远场计算对话框
/Nd`eUn ;c# jO:A5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
vq5o?$ :- Wavelength: 0.63
Cl!qd h6 Refractive index: 1.5+0i
y?xFF9W@H Angle Initial: -90.0
Y$eO:67; Angle Final: 90.0
R\lUE,o]<q Number of Steps: 721
U{&gV~ Distance: 100, 000*wavelength
C.=[K_ Intensity
`mDC X s>e)\9c 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3TnrPO1E 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
ks(BS k4 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
