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：
>Oz~j>jL •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
"!AbH<M;@ •光栅布局
模拟和后处理分析
OgOs9=cE{ 布局layout
z m&?G 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
e v LZ<| 图1.二维光栅布局
PCcI(b>?l J ;|i6q q 用VB脚本定义一个2D光栅布局
b~u53
ds#om2) 步骤：
}#Q ?\ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
}jI=* 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 .szc -r{ Wafer Dimensions：
{S Oy- Length (mm): 8.5
k ^:+ Pp Width (mm): 3.0
p(8[n^~,i (nUS gZz5 2D wafer properties:
k0e {c Wafer refractive index: Air
\G~<O071 3 点击 Profiles 与 Materials.
u]uUm1 Er YM`I&!n 在“Materials”中加入以下
材料：
*;0Ods+IcY Name: N=1.5
F5(D A Refractive index (Re:): 1.5
}R\;htmc; jg3 X6 /' Name: N=3.14
T:G8xI1
P Refractive index (Re:): 3.14
)bkJ [ '9 +ak<yV1= 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Es^=&2 '' Name: ChannelPro_n=3.14
7A6: * 2D profile definition, Material: n=3.14
O~bJ<O =? U~l.%mui Name: ChannelPro_n=1.5
G,,7.%eib= 2D profile definition, Material: n=1.5
UVlXDebl S4 !}7NOh 6．画出以下波导结构：
vk K8D#K a. Linear waveguide 1
-SeHz.` N Label: linear1
7+c}D>/`: Start Horizontal offset: 0.0
P6 ~& ,a Start vertical offset: -0.75
~ ~U, End Horizontal offset: 8.5
E8Y(C_:s End vertical offset: -0.75
6jpfo'uB$ Channel Thickness Tapering: Use Default
#BOLq`9 f Width: 1.5
y=k!>Y|E Depth: 0.0
|-zefzD| Profile: ChannelPro_n=1.5
}Lc8tj< 8Hxtm FqG b. Linear waveguide 2
^a # Label: linear2
<)4>"SN&^ Start Horizontal offset: 0.5
A`
)A=L Start vertical offset: 0.05
& Do|Hw End Horizontal offset: 1.0
SYaL@54 End vertical offset: 0.05
\O
G`+"|L Channel Thickness Tapering: Use Default
z.6I6IfL\L Width: 0.1
E!]d?t 3b Depth: 0.0
1_MaaA;ow" Profile: ChannelPro_n=3.14
r(i!". Z d:GAa 7.加入水平平面波：
wNtPh& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+|c1G[Jh Input field Transverse: Rectangular
.J fV4!=o X Position: 0.5
'M=c-{f~ Direction: Negative Direction
C[2LP$6*/ Label: InputPlane1
3 Jj 3!aDB 2D Transverse:
bQBYz vd Center Position: 4.5
|*te69RX Half width: 5.0
3^2P7$W= Titlitng Angle: 45
Ew$-,KC[ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
L PK[^ 图2.波导结构（未设置周期）
em, j>qp A>Y!d9]ti 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
D F N 将Linear2代码段修改如下:
o)SA^5 Dim Linear2
?I}0[+)V for m=1 to 8
{ cMf_qQ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
=! P Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ZB5u\NpcW Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
0OF ]|hH Linear2.SetAttr "Depth", "0"
eczS(KoL4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
W;y ,X s Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
`bMw t?[* Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t#sw {RO Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{q^?Rw 8 B"my\ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
|:G`f8q9 图3.光栅布局通过VB脚本生成
u(b Pdf@kz GJ P\vsaQ 设置仿真参数
`@#,5S$ E 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[&H?--I 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
QoTjKck. TE simulation
3oE3bBj Mesh Delta X: 0.015
6j5?&)xJ Mesh Delta Z: 0.015
QCVwslj,K Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
DY' 1#$; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
zbyJ5~ Number of Anisotropic PML layers: 15
9!UFLZR 其它参数保持默认
/'WVR a 运行仿真
QJKVNOo • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
t] PO4GA • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
I$vM )+v= • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Mg^.~8\d e vddh 2G 远场分析
衍射波
#M5[TN! 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
aVbv.> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
s\# eD0| 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
Z2soy- 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)
u>I;Cir4 图4.远场计算对话框
5p5S_%R$e pGh A 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Bp:i[9w Wavelength: 0.63
n] ]!:jFC Refractive index: 1.5+0i
J^]Y`Q` Angle Initial: -90.0
fsVQZ$h73 Angle Final: 90.0
{8a s _ Number of Steps: 721
KtY_m`DY4R Distance: 100, 000*wavelength
8 ?+t+m[ Intensity
.-W_m7&} DGllJ_/Z 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
]&kzIxh 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Vg^@6z U 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
