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：
K7_)!=DcX •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
4AF " +L •光栅布局
模拟和后处理分析
jpBE| Nm 布局layout
?94da4p 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=#+ Z KD 图1.二维光栅布局
b]Z@z S<8 F48`1+ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
JBWiTUk ".w*_1G7U 步骤：
?T4%"0 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
( bBetX 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Dri1A% Wafer Dimensions：
FG8bP Length (mm): 8.5
nt5 ~" 8 Width (mm): 3.0
u eWG/`ig WO}JIExy 2D wafer properties:
\8t g7Sdq Wafer refractive index: Air
oW /&X5 3 点击 Profiles 与 Materials.
XhIg zaGVu `*N0 Lbl] 在“Materials”中加入以下
材料：
4Y)3<=kDG Name: N=1.5
3 ]c<7vdl Refractive index (Re:): 1.5
PN.=])7T ^|sQkufo Name: N=3.14
#lB[]2]N Refractive index (Re:): 3.14
;^
/9sLW?# ?Z14l0iZ%d 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
L g%cVSz/C Name: ChannelPro_n=3.14
^lQ-w|7( 2D profile definition, Material: n=3.14
FS@SC`~( + S%+ Ku Name: ChannelPro_n=1.5
,*%8*]<= 2D profile definition, Material: n=1.5
N [42 al {fGi:b\[ 8 6．画出以下波导结构：
h 1Q7(8=Eg a. Linear waveguide 1
> ZNL
pJQ Label: linear1
\T [*|"RFZ Start Horizontal offset: 0.0
N.isvDk% Start vertical offset: -0.75
0[hl&7 Ab@ End Horizontal offset: 8.5
3~ZtA gih% End vertical offset: -0.75
6l> G>) Channel Thickness Tapering: Use Default
}'Z(J)Bg Width: 1.5
wvc?2~` Depth: 0.0
qi)(\ Profile: ChannelPro_n=1.5
B\("08x h]zx7zt-
b. Linear waveguide 2
IC{ >q3 Label: linear2
(JM4W
"7' Start Horizontal offset: 0.5
i "-#1vy= Start vertical offset: 0.05
Gpgi@
Uf End Horizontal offset: 1.0
Lv_6Mf( End vertical offset: 0.05
1 0 p+e_@ Channel Thickness Tapering: Use Default
O Ov"h\, Width: 0.1
{`3;Pd ` Depth: 0.0
{?j|]j Profile: ChannelPro_n=3.14
;pU LJ}rDb Ia(A&Za 7.加入水平平面波：
!
4s $ 93 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
p(U'Ydl~ Input field Transverse: Rectangular
j$L<9(DoR X Position: 0.5
~ib#x~Db Direction: Negative Direction
0CDTj,eK Label: InputPlane1
zY#U ]Is 2D Transverse:
Sqb#U{E Center Position: 4.5
", |wG7N
K Half width: 5.0
C&;'Pw9H Titlitng Angle: 45
-bj1y2)n Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@*_K#3 图2.波导结构（未设置周期）
JEP"2M N, [t6)M~&e:_ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
!~mN"+u& 将Linear2代码段修改如下:
Lc.7: r Dim Linear2
K]7@%cS for m=1 to 8
J,q: Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
fx}R 7GN2 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
_>aesp% Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
JN8k x;@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
zcNV<tx Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
\J13rL{< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=9)ypI-2 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
%r>vZ/>a Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
.Ftml' ! N 7M^ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
>kB ?C!\ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
T&S< 0 R4v=i)A~Z 设置仿真参数
5q) E ed 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
b#]in0MT?@ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
r`&ofk1K TE simulation
kNjbpC E\! Mesh Delta X: 0.015
|FNP~5v Mesh Delta Z: 0.015
nnE@1X3 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|MRxm"]A
设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
gVD!.
Number of Anisotropic PML layers: 15
F1+2V"~ 其它参数保持默认
!BY=HFT 运行仿真
%v|,-B7Yx • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
PC U6E9~t2 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
QHQj6] • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
g = %W"v '2
)d9_ w 远场分析
衍射波
Jrffb=+b 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
'Gc 6ZSLM 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
wHY;Y-(Z T 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
j[z\p~^ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
.O,gl$y} 图4.远场计算对话框
W35nnBU T|}HK]QOX 5. 在远场对话框，设置以下参数：
tL3( ( W" Wavelength: 0.63
!sLn;1l Refractive index: 1.5+0i
S\f^y8*< Angle Initial: -90.0
jt]+(s x Angle Final: 90.0
z;3}GxE-si Number of Steps: 721
~pw_*AN Distance: 100, 000*wavelength
,f N iZ Intensity
rLVAI#ci= `\qU.m0(j 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
7f(UbO@BD 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Gm|QOuw 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
