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：
$mco 0 %$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
k7_I$ <YDj •光栅布局
模拟和后处理分析
%R0v5=2' 布局layout
cTZ)"^ z! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
KiLvI,9y 图1.二维光栅布局
\9)[ #Ld 'Tb0 -1S? 用VB脚本定义一个2D光栅布局
zW{ 6Eg nN`"z3o 步骤：
!jS4!2' 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Q 882B1H 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {j(4m Wafer Dimensions：
ioIv=qGdiP Length (mm): 8.5
F N"rZW M Width (mm): 3.0
2]jPv 0u tw qFs 2D wafer properties:
i8V0Ty4~N Wafer refractive index: Air
].D Y" 3 点击 Profiles 与 Materials.
yYAnwf ` DCU>bt&R 在“Materials”中加入以下
材料：
%u]6KrG18b Name: N=1.5
?)A2Kw>2 Refractive index (Re:): 1.5
Pw}_[[>$ #!!AbuhzK{ Name: N=3.14
ui.'^F< Refractive index (Re:): 3.14
cV$lobqO 3\!F\tqD \ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
;cSGlE | Name: ChannelPro_n=3.14
q
G ;-o)h 2D profile definition, Material: n=3.14
jOv"< t/:w1rw Name: ChannelPro_n=1.5
K _-MkY?+ 2D profile definition, Material: n=1.5
./maY1>T ,zgNE*{Y"4 6．画出以下波导结构：
hN4VlNKu a. Linear waveguide 1
p?myuNd[ Label: linear1
hjY0w Start Horizontal offset: 0.0
EnscDt f( Start vertical offset: -0.75
'XfgBJ F=
End Horizontal offset: 8.5
kJ8vKcc End vertical offset: -0.75
KVijs1q Channel Thickness Tapering: Use Default
>iy^$bqF Width: 1.5
Jirct,k Depth: 0.0
N^$9;CKP= Profile: ChannelPro_n=1.5
A o3HX fcAIg(vW b. Linear waveguide 2
$v&C@l \ Label: linear2
*C_[jk@6 Start Horizontal offset: 0.5
^pcRW44K Start vertical offset: 0.05
ltEF:{mLe# End Horizontal offset: 1.0
R#0{Wg0O) End vertical offset: 0.05
)Xno|$b5Eo Channel Thickness Tapering: Use Default
##~!M(c Width: 0.1
a>b8- j=J Depth: 0.0
N$'>XtO Profile: ChannelPro_n=3.14
%8Yyj{^!( P0#`anUr1 7.加入水平平面波：
vv h.@f Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
^gm>!-Gx Input field Transverse: Rectangular
xKW"X
X Position: 0.5
"]<}Hy Direction: Negative Direction
i`~~+6`J Label: InputPlane1
.}p|`3$P 2D Transverse:
)VY10 R)$ Center Position: 4.5
!QTPWA Half width: 5.0
LVmY= d> Titlitng Angle: 45
D Q 5W6W Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@ KJV1t` 图2.波导结构（未设置周期）
%^')G+>i e`ex]py<C 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。
?waebuj> 将Linear2代码段修改如下:
6h@+?{F. Dim Linear2
$NCm;0\B| for m=1 to 8
QT_^M1% Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
S>EDL Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
8bbVbP Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
^N{X " Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"3ug}k Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
YE_6OLW Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
\4@a Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
EP0a1 .C Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
\P?--AI q< @SQceQfB 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。
p |s2G~0< 图3.光栅布局通过VB脚本生成
I}ndRDz[ Cg*kN"8q 设置仿真参数
}6@%((9E 2 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Cn/q= 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
h {H]xe[Q TE simulation
i]@c.Q iFN Mesh Delta X: 0.015
bQpoXs0w; Mesh Delta Z: 0.015
4%> +Wh[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
P |v ? 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
'rh\CA/}D Number of Anisotropic PML layers: 15
DZ%8 |PmB 其它参数保持默认
dL(4 mR8 运行仿真
g6`.qyVfz' • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
|QMT
A5 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
`{WCrw6) • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
-rRz@Cr acy"ct*I 远场分析
衍射波
YiO3< }Uf 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
^W k0*.wg 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
WSSaZ9
= 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
cY^Y!., 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)
,`+Bs&S 8 图4.远场计算对话框
Lm.Ik}Gli | 4%v"U 5. 在远场对话框，设置以下参数：
#e*$2+`[A Wavelength: 0.63
y
"<JE<X Refractive index: 1.5+0i
I>!|3ElT Angle Initial: -90.0
s7AI:Zv Angle Final: 90.0
?; /{rITP# Number of Steps: 721
<%(f9j Distance: 100, 000*wavelength
7V |"~% Intensity
WE7>?H*Ro tPA"lBS ! 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
VJGwd`qo*A 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
we
@Y w6< 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
