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：
(? *BB3b` •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
kpI{KISQu •光栅布局
模拟和后处理分析
0liR 布局layout
U5] pi +r 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
m"9XT)N 图1.二维光栅布局
8V-\e?&^ 2nFy` |aA% 用VB脚本定义一个2D光栅布局
f N
"tA cM_ Fp 步骤：
Z.wA@ ~e 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
&|<xqt 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ) ){xlFA} Wafer Dimensions：
&VBd~4|p Length (mm): 8.5
-[Qvg49jy Width (mm): 3.0
XIWm>IQ[) <q,+ON\' 2D wafer properties:
SjEdyN# Wafer refractive index: Air
9% IlW 3 点击 Profiles 与 Materials.
Oc&),ru2l ]p~IYNl2%j 在“Materials”中加入以下
材料：
F#{gfh Name: N=1.5
S
}>n1F_ Refractive index (Re:): 1.5
Fn^C{p^ n tP|\ E Name: N=3.14
cW``M.d'F Refractive index (Re:): 3.14
dP>w/$C} = zl= SLe 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
QI_59 f> Name: ChannelPro_n=3.14
wVq\FY% 2D profile definition, Material: n=3.14
LjdYsai- h~7,`fo Name: ChannelPro_n=1.5
"*7C`y5&P 2D profile definition, Material: n=1.5
*g;-H&` a9~"3y 6．画出以下波导结构：
+3,|"g:: a. Linear waveguide 1
E:nt)Ef, Label: linear1
;:m&#Y JV Start Horizontal offset: 0.0
:ZxLJK9x1 Start vertical offset: -0.75
vRPS4@9' End Horizontal offset: 8.5
-iCcoA End vertical offset: -0.75
@rb l^ Channel Thickness Tapering: Use Default
H0*5_OJ!i Width: 1.5
89cVJ4]g~! Depth: 0.0
a)2yE,": Profile: ChannelPro_n=1.5
+dkS/b yZJ*dadAr b. Linear waveguide 2
#\bP7a + Label: linear2
' 9J|=z9. Start Horizontal offset: 0.5
;5 <-) Start vertical offset: 0.05
sygH1|f End Horizontal offset: 1.0
WP-jtZ?!" End vertical offset: 0.05
&k
T"oK Channel Thickness Tapering: Use Default
v6e% # = Width: 0.1
s>z2 k Depth: 0.0
LNQSb4 Profile: ChannelPro_n=3.14
) qPSD2h zzvlI66e 7.加入水平平面波：
jnoL2JR[=- Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
! ;>(i e\ Input field Transverse: Rectangular
# nfI% X Position: 0.5
^ua12f Direction: Negative Direction
C4$/?,K( Label: InputPlane1
.V%*{eHLL 2D Transverse:
=: h3w#_c Center Position: 4.5
s0{
NsK> Half width: 5.0
DM3B ]Yl Titlitng Angle: 45
U
|F>W~% Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
.#^0pv! 图2.波导结构（未设置周期）
>uHS[ _`nM { U
<tc4^ 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。
um8AdiK 将Linear2代码段修改如下:
/~}_h O$S Dim Linear2
>,h1 N$A+ for m=1 to 8
~uPk Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Z|^MGyn Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
2H&{1f\Bf Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
gw Qvao Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Xa`(;CLW? Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
7o{*Z Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+0pW/4x Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
D6!t VdnVe Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
DY> <qk T 2bnzI i 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。
5_G'68;OV 图3.光栅布局通过VB脚本生成
C<h e4n. J5 T=!wF ( 设置仿真参数
o`%I{?UCDJ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
X Usy.l/ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
9YSVK\2$ TE simulation
umDtp\ Mesh Delta X: 0.015
N^ B@3QF Mesh Delta Z: 0.015
4]UT+'RubX Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
?~qC,N [ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Pi%tsKk% Number of Anisotropic PML layers: 15
u g6r]0] 其它参数保持默认
96W4 c]NT 运行仿真
u [t>Tg2R • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
II# • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*IlQ5+3I • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
dy_.(r5[L] aB COGtf 远场分析
衍射波
3#9M2O\T 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
H!JWc'(<$ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
#v qz{R~nM 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
fI[dh d6 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)
|!re8|JV_ 图4.远场计算对话框
/s-d? $f(agG] 5. 在远场对话框，设置以下参数：
zMU68vwM Wavelength: 0.63
Ak|b0l>^ Refractive index: 1.5+0i
ew"m!F# Angle Initial: -90.0
Wy)('EM Angle Final: 90.0
|Y4q+sDW Number of Steps: 721
%EB;1 Distance: 100, 000*wavelength
[Ye5Y? Intensity
~mcZUiP9 ]1Qi=2' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
sVD([`Nmc 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
q+J0}y{#8) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
