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：
! 4 "$O@U4 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
(>\4%(pnD •光栅布局
模拟和后处理分析
< ?rdhx 布局layout
t4 zKI~cO
我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
s_!F `[ 图1.二维光栅布局
@Y%i`}T%( _k)EqPYu@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
` b)i;m C61E=$ 步骤：
fo;^Jg. 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
g s%[Cv 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 u~'j?K.^ Wafer Dimensions：
RHI?_gf& Length (mm): 8.5
5n=~l [O Width (mm): 3.0
SQdK`]4 xn<x/e 2D wafer properties:
qwuA[QkPi Wafer refractive index: Air
ZjgfkZAS 3 点击 Profiles 与 Materials.
dsZ-|C ]%( X }]} 在“Materials”中加入以下
材料：
pQCW6X Name: N=1.5
iT~ gt/K Refractive index (Re:): 1.5
.V{y9e+ uF@DJX}> Name: N=3.14
5BM rn0 Refractive index (Re:): 3.14
Zu ![v0 |zp}u (N 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
AR)A < Name: ChannelPro_n=3.14
&*qAB)* * 2D profile definition, Material: n=3.14
gGb Jk&E LII4sf] Name: ChannelPro_n=1.5
V4?]NFK 2D profile definition, Material: n=1.5
~T\:".C j-/F *P 6．画出以下波导结构：
%Xl(wvd a. Linear waveguide 1
j2%M-y4E Label: linear1
P\2x9 T Start Horizontal offset: 0.0
}ho6 Start vertical offset: -0.75
!F)BTB7{< End Horizontal offset: 8.5
&bwI7cO End vertical offset: -0.75
_lZWy$rm% Channel Thickness Tapering: Use Default
"IzM: Width: 1.5
GOY!()F Depth: 0.0
)VkH':yCM Profile: ChannelPro_n=1.5
IoxdWQ4]A b59NMGn b. Linear waveguide 2
}\.Z{h:t
? Label: linear2
'dd[= vzK Start Horizontal offset: 0.5
a_Z[@W Start vertical offset: 0.05
NU%W9jQYS End Horizontal offset: 1.0
+ {&++^(}a End vertical offset: 0.05
.10$n* Channel Thickness Tapering: Use Default
joJQ? lG Width: 0.1
'+\.&'A Depth: 0.0
*|.- y-> Profile: ChannelPro_n=3.14
xY`$j'u q=/ck 7.加入水平平面波：
Si=u=FI1e Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
x| A{|oFC Input field Transverse: Rectangular
6$\'dkufQ X Position: 0.5
j<-YK4.t Direction: Negative Direction
&&|c-mD+* Label: InputPlane1
@<=<?T> 1 2D Transverse:
1y6{3AZm< Center Position: 4.5
;c0z6E / Half width: 5.0
t|cTl/i
4 Titlitng Angle: 45
Jrw R:_+| Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
=o,6iJ^?$m 图2.波导结构（未设置周期）
]t.6bb4 JX2@i8[~ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
nCdxn#| 将Linear2代码段修改如下:
J+f*D+x1 Dim Linear2
p7]V1w : for m=1 to 8
Q1u/QA:z7 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
f
_*F &-L Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
r(
8!SVX Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
E9v_6d[ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
.#}`r`/ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
gw v
s Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
0tp3mYd Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|eFce/ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
sB%QqFRP t(5PKD#~Dc 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
oC1Nfc+ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
{_>}K l5CFm8% 设置仿真参数
gSXidh}^ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[BKX$A:Y 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
05/'qf7P,U TE simulation
cP`[/5R Mesh Delta X: 0.015
\LQ54^eB Mesh Delta Z: 0.015
v0'`K 5M Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
}(Dt,F` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
RP ~ hi%A Number of Anisotropic PML layers: 15
s(s hgI 3g 其它参数保持默认
FR? \H"'x 运行仿真
p2uZ*sY(D • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
0 iTh |K0 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
>}6V=r3[+ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
h SF4-Vvb ? Y\hC0a60 远场分析
衍射波
%<[U\TL` 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
!ui:0_ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
M5 T4 {^i 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
@;ob 4s U 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)
eeu;A, @U 图4.远场计算对话框
$I:&5 o i \9T /%[r# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
acdF5ch@ Wavelength: 0.63
vOi4$I~CJ Refractive index: 1.5+0i
CKr5 L Angle Initial: -90.0
CH+mzy Angle Final: 90.0
^% jk. * Number of Steps: 721
e|S_B*1*0 Distance: 100, 000*wavelength
qttJ*zu Intensity
X>4qL'b:z TIYo&? Z) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
u5E\wRn 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
b,):&M~p 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
