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：
y2>v'%]2 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Dntcv|% u •光栅布局
模拟和后处理分析
EA7]o.Nm*{ 布局layout
GJWC}$#T Y 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
A> +5~u 图1.二维光栅布局
St,IWOmq" M ['25[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
T'i9_V{ ,]Yjo>`tW 步骤：
2g-'. w 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
OP
|{R7uC 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 R<LW*8 Wafer Dimensions：
U#G
uB&V Length (mm): 8.5
I@cKiB Width (mm): 3.0
G+4a%?J H OzBo *X/p 2D wafer properties:
a1ZGMQq! Wafer refractive index: Air
1pXAPTV 3 点击 Profiles 与 Materials.
95(c{
l/ [ /*$?PXt 在“Materials”中加入以下
材料：
m hJ>5z Name: N=1.5
Z] $yuM Refractive index (Re:): 1.5
:eS7"EG{3 %_M B - Name: N=3.14
Fdd$Bl.&XS Refractive index (Re:): 3.14
]w%7/N0R N rVQK}%K 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
6_;3 Name: ChannelPro_n=3.14
H: U1#bQQ: 2D profile definition, Material: n=3.14
v3S{dX< Wr`=P , Name: ChannelPro_n=1.5
l,h#RTfry 2D profile definition, Material: n=1.5
Bp^> R`, d(, -13 6．画出以下波导结构：
OW)8Z 60 a. Linear waveguide 1
+>z/5 4R Label: linear1
9L%&4V}BIS Start Horizontal offset: 0.0
}n=Tw92g Start vertical offset: -0.75
\ :}) R{ End Horizontal offset: 8.5
Y~=5umNSX End vertical offset: -0.75
y>2v 9;Qp Channel Thickness Tapering: Use Default
[lS'GszA Width: 1.5
-i Bu:WyY$ Depth: 0.0
qfC9 {gu Profile: ChannelPro_n=1.5
#.9 Xkn9S zQ]I lMt b. Linear waveguide 2
;}f%b E Label: linear2
/qI80KVnN Start Horizontal offset: 0.5
N$Gx$u3Cd Start vertical offset: 0.05
%Ts efs?_ End Horizontal offset: 1.0
wgLS9. End vertical offset: 0.05
":]O3 D{r Channel Thickness Tapering: Use Default
'Z T!a]4 Width: 0.1
v8*ZwF Depth: 0.0
kGc)Un?'{U Profile: ChannelPro_n=3.14
V$q%=Sip ct~lt'L\ 7.加入水平平面波：
5 1 x^gX| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
4
CX*,7LZ Input field Transverse: Rectangular
XF^c (*5 X Position: 0.5
EXa6"D Direction: Negative Direction
8>pFpS Label: InputPlane1
z@~1 e]% 2D Transverse:
U45/%?kE) Center Position: 4.5
;i:U oyi Half width: 5.0
ip>dHj
z Titlitng Angle: 45
_tjFb_}Q
Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
bL0+v@(r 图2.波导结构（未设置周期）
D>G&aQ ^~BJu#uVyy 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
N Lz$jk%=g 将Linear2代码段修改如下:
GrM~ %ng Dim Linear2
@Zq,mPaR $ for m=1 to 8
`
|]6<<'iW Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
VKik8)/. Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
=P Zs'K Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
r4D66tF Linear2.SetAttr "Depth", "0"
/%xK-z,V Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
]|[xY8 5} Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
<5$= Ta Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<mm}IdH Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Ab_aB+g ] FswFY7
8 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
"9 WP^[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
{ @-Q1 Zfb:>J@h6 设置仿真参数
YRYrR|I 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[dzb{M6_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
|(P>'fat-p TE simulation
]iz5VI@ Mesh Delta X: 0.015
(|6q N Mesh Delta Z: 0.015
j zPC9 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ZV Gw@3 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
H/, tE0ZV Number of Anisotropic PML layers: 15
fmSw%r|pT 其它参数保持默认
/(}V!0\? 运行仿真
TTOd0a • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
U|
N` X54 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
e<C5}#wt • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
iww h,( +Nza@B d 远场分析
衍射波
hD$U8~zK 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
T8Khm O 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
h h8UKEM- 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
M?\)&2f[Z 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)
hC o&SRC/5 图4.远场计算对话框
r+lY9 l ol YSr .Q` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
A?7%q^;E Wavelength: 0.63
N A3yd^sr Refractive index: 1.5+0i
?%LD1 <ya Angle Initial: -90.0
$PTedJ}*Y Angle Final: 90.0
Hou{tUm{xC Number of Steps: 721
u>(Q& 25 Distance: 100, 000*wavelength
tlcA\+%) Intensity
A>4k4*aFm# 9m'[52{o 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
w{r ->Phe 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Tbwq_3f K 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
