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：
KRQK L`}} •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
^;@q^b)ZP •光栅布局
模拟和后处理分析
lrB@n?hk 布局layout
K,bv\j;f 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
wv<D%nF2| 图1.二维光栅布局
evNo(U\ C A\iDK10Q$ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
z(d@!C d &$t BD@7 步骤：
K@Q_q/(%; 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
)(~4fA5j) 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 mv|eEz)r Wafer Dimensions：
W z}RJC7p Length (mm): 8.5
rCi7q]_ Width (mm): 3.0
_ fha9` l-xKfp` 2D wafer properties:
J * $u Wafer refractive index: Air
>Lp^QP1gU 3 点击 Profiles 与 Materials.
W&ya_iP~C EGL1[7It` 在“Materials”中加入以下
材料：
\c3zK|^ Name: N=1.5
5n!
V^ ! Refractive index (Re:): 1.5
e^Q$Tog< Hq[d!qc Name: N=3.14
'uS!rKkQlu Refractive index (Re:): 3.14
tp<uN~rTgh #\KSv
Z 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
W.TZU'% Name: ChannelPro_n=3.14
BlUl5mP}> 2D profile definition, Material: n=3.14
p s=jGh[ j 9Ptd $Uj Name: ChannelPro_n=1.5
=G3O7\KmH 2D profile definition, Material: n=1.5
7;RhA5M Xd/gvg{??0 6．画出以下波导结构：
9~98v;Z1 a. Linear waveguide 1
RQ}(}|1+\ Label: linear1
#Ki(9oWd Start Horizontal offset: 0.0
w|:UTJ>@ Start vertical offset: -0.75
rTYDa3 End Horizontal offset: 8.5
s `fIeP End vertical offset: -0.75
;cd{+0 Channel Thickness Tapering: Use Default
a)=WDRk Width: 1.5
|6 w.m<p Depth: 0.0
0&T 0Ls#4 Profile: ChannelPro_n=1.5
vKN"o* q RFd.L@-] b. Linear waveguide 2
)j(13faW| Label: linear2
yE[ -@3v Start Horizontal offset: 0.5
h1@|UxaE# Start vertical offset: 0.05
HKr") K% End Horizontal offset: 1.0
6 }wXNTd End vertical offset: 0.05
uqwB`<>KJ Channel Thickness Tapering: Use Default
y>wrm:b-O Width: 0.1
d!kiWmw, Depth: 0.0
#A<|&#hh Profile: ChannelPro_n=3.14
\ ~!9T5/* KD?~ hpg 7.加入水平平面波：
iL(rZT&^ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?Q1(L$-= Input field Transverse: Rectangular
U H/) 4Wg X Position: 0.5
b:3n)-V{ u Direction: Negative Direction
hgMh]4wN* Label: InputPlane1
1;cV [&3 2D Transverse:
dd1m~Gm Center Position: 4.5
3|zqEGT* Half width: 5.0
6Ug( J$Ouh Titlitng Angle: 45
V&`\ s5Q Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Nw ;BhBt 图2.波导结构（未设置周期）
cAq>|^f0a ?h UC# { 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
.|Y2'TWQ 将Linear2代码段修改如下:
>!O3 jb k Dim Linear2
~01
o for m=1 to 8
]:`q/iS& Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
1~:7W Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
h<H.8.o Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`$oGgz6ZT Linear2.SetAttr "Depth", "0"
hZ|*=/3k Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
}M?\BH& Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
*O-1zIl p Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
pOP`n 3m0 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Q4e*Z9YJ < >$`vuU 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。
W5,e;4/hL 图3.光栅布局通过VB脚本生成
DpjiE/* %7 =B?c | 设置仿真参数
YW55i yM 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
z`UL)W 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
H_)\:gT G TE simulation
vmdu9"H
Mesh Delta X: 0.015
@
hH;d\W# Mesh Delta Z: 0.015
~_ss[\N Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ixF
'- 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
yO Ed8 Number of Anisotropic PML layers: 15
ZN>o z@j Y 其它参数保持默认
9bvz t8pc 运行仿真
e!
V`cg0 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~]f+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
O\y #|=d • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
+U/+ iI>0 x 95[*[ 远场分析
衍射波
{~NiGH Y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
= Q|_v} 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
k(1]!c4J0 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
7U68|\fI! 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)
v0euvs 图4.远场计算对话框
2w)[1s[ `^HAWo;J 5. 在远场对话框，设置以下参数：
,] HH%/h
Wavelength: 0.63
U-/-aNJ]U Refractive index: 1.5+0i
l>K z5re^ Angle Initial: -90.0
)]x/MC:9r Angle Final: 90.0
/V@~Vlww Number of Steps: 721
}T=0]u4, Distance: 100, 000*wavelength
cU
<T;1VQ Intensity
dw{L,u`68 vi?{H*H4c 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
9sYN7x 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
F
FHk0!3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
