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：
H Ff9^ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
g(zoN0~ •光栅布局
模拟和后处理分析
yNmzRH u 布局layout
rexy*Xv`2p 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
c"@,|wCUi 图1.二维光栅布局
*}`D2_uP X6c ['Zrc 用VB脚本定义一个2D光栅布局
'WQ<|(: { sr,8Qd 0M 步骤：
W(UrG]J*l 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
aruT eJF 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 2JRX ;s~ Wafer Dimensions：
i/WiSwh: Length (mm): 8.5
P&]PJt5 Width (mm): 3.0
f<~S 0[H *+'l|VaVq\ 2D wafer properties:
;*EPAC+ Wafer refractive index: Air
&8wluOs/5 3 点击 Profiles 与 Materials.
n*fsdo~ oT27BK26?h 在“Materials”中加入以下
材料：
d#G H4+C Name: N=1.5
dy*CDRU4 Refractive index (Re:): 1.5
| #!P!p} !NFP=m1 Name: N=3.14
u9%)_Q!14 Refractive index (Re:): 3.14
VjVL/SO/ Kzd)Z
fnD0 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
q+-Bl Name: ChannelPro_n=3.14
x?B 8b-* 2D profile definition, Material: n=3.14
(t)a u DR6 OR B7 Name: ChannelPro_n=1.5
Tb6c]?'U 2D profile definition, Material: n=1.5
${%*O}$ UA}oOteG 6．画出以下波导结构：
?]L:j a. Linear waveguide 1
Xz, sL Label: linear1
%@d~ )f Start Horizontal offset: 0.0
0Bpix |mq Start vertical offset: -0.75
"ewB4F[ End Horizontal offset: 8.5
#e8NF,H5 End vertical offset: -0.75
~?)ST?& Channel Thickness Tapering: Use Default
5 #U*vGVT Width: 1.5
n7 S~n k Depth: 0.0
R\wG3 Oxol Profile: ChannelPro_n=1.5
aGz <Yip u*$ 1e b. Linear waveguide 2
LMvsYc~]q Label: linear2
= ,=t Sp Start Horizontal offset: 0.5
ES#K'Lf Start vertical offset: 0.05
fX HN m$"n End Horizontal offset: 1.0
Vi~F
Q End vertical offset: 0.05
{
+%S{=j Channel Thickness Tapering: Use Default
?g$dz?^CK& Width: 0.1
:8~*NSEFd Depth: 0.0
Rg6e7JVu Profile: ChannelPro_n=3.14
L@{5:#- -l!;PV S| 7.加入水平平面波：
z;_d?S <*m Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
*?`:= Input field Transverse: Rectangular
>aZ$x/U+Iw X Position: 0.5
P:")Qb 2 Direction: Negative Direction
Uv06f+P( Label: InputPlane1
+FoR;v)z=F 2D Transverse:
J 8"Cw<=O Center Position: 4.5
=y/VrF.bV Half width: 5.0
p&L`C |0 Titlitng Angle: 45
Pxj ?W'| Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
*zy0,{bl 图2.波导结构（未设置周期）
`~"l a>} j/R 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。
UEJX0= 将Linear2代码段修改如下:
0 FHX Dim Linear2
Cp_YIcnEJ for m=1 to 8
QMzBx*g( Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
)h ~MIpWR Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
zX!zG<<K Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
SL c6 ]? Linear2.SetAttr "Depth", "0"
] y, 6 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
cvbv\G'aT Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
TZ q']Z)# Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
LmL V2f Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
*N $#cz
EM*YN=S o 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
G1Cn[F; e 图3.光栅布局通过VB脚本生成
gJ>?< F; +EcN[-~ 设置仿真参数
D a)[mxJ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
,|b <as@X 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
m5sgcxt/ TE simulation
@7%nMTZ@&v Mesh Delta X: 0.015
X LPO_ tD Mesh Delta Z: 0.015
C} +w< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
TE0hV w0c 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j3 ~: \H Number of Anisotropic PML layers: 15
`jJ5us 其它参数保持默认
5-bd1!o 运行仿真
K!k,]90Ko • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
J( S.iT D • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
p ,@_A' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(M6B$: ;|b
D@%@ 远场分析
衍射波
DPi%[CRH 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
]E88zWDY` 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
sW#6B+5_k 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
%? _pSH}$! 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
:Cw|BX@??U 图4.远场计算对话框
wCvtw[6 qp_k ILo~ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
(H<S&5[ Wavelength: 0.63
-d6| D?}S Refractive index: 1.5+0i
(J][(=s;a Angle Initial: -90.0
WtFv"$V Angle Final: 90.0
3.?Pd K&C Number of Steps: 721
G#8HY VF Distance: 100, 000*wavelength
a{QHv0goG Intensity
&
p"ks8" %: N6#;l M 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
.-' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
*;(LKRV 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
