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：
Tm_AoZH •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
6/T
hbD-C •光栅布局
模拟和后处理分析
?@(_GrE- 布局layout
Yp./3b VO 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
VCcLS3 图1.二维光栅布局
: +/V . 3=WE@M 用VB脚本定义一个2D光栅布局
8Cs)_bj#! lOPCM1Se 步骤：
N/TU cG|m\ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
$=4T# W=m 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0lF[N.!\9 Wafer Dimensions：
wZ h&w<l' Length (mm): 8.5
<O ?iJ =$ Width (mm): 3.0
bAeC=?U Va\dM v-b 2D wafer properties:
J8J~$DU\Gv Wafer refractive index: Air
V?
w;YTg 3 点击 Profiles 与 Materials.
5 1@V""m *&+e2itmp 在“Materials”中加入以下
材料：
nyi }~sB Name: N=1.5
3p"V mO Refractive index (Re:): 1.5
vm v k rm;'/l8Y-E Name: N=3.14
"L |E w# Refractive index (Re:): 3.14
U voX\ Tw)nFr8oF] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
+b.<bb6 Name: ChannelPro_n=3.14
>:Na^ +c 2D profile definition, Material: n=3.14
&xgMqv2/ iP~5= Name: ChannelPro_n=1.5
yaMNt}y-q 2D profile definition, Material: n=1.5
tU >wRw=d CuR\JKdRo 6．画出以下波导结构：
3DV'; a. Linear waveguide 1
_Buwz_[& Label: linear1
,@tkL!"9q Start Horizontal offset: 0.0
A)kx,,[ Start vertical offset: -0.75
lt|\$Iy( End Horizontal offset: 8.5
4v T!x n End vertical offset: -0.75
sH y hR: Channel Thickness Tapering: Use Default
cNtGjLpx; Width: 1.5
zu5'Ex`gQa Depth: 0.0
A `T VV Profile: ChannelPro_n=1.5
bvu oGG* @ H=
d8$ b. Linear waveguide 2
L)a8W
Label: linear2
bTHKMaGWC Start Horizontal offset: 0.5
h8Q+fHDYv Start vertical offset: 0.05
yMq&9R9F End Horizontal offset: 1.0
g D3s,<>o End vertical offset: 0.05
=MEv{9_ Channel Thickness Tapering: Use Default
WW{5[;LYiB Width: 0.1
5B#q/d1/a Depth: 0.0
m v O!Y Profile: ChannelPro_n=3.14
k*(c8/<.d )XmV 3.rI 7.加入水平平面波：
kQ 7$,K# Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
8>x!n/z) Input field Transverse: Rectangular
<gF=$u|}3[ X Position: 0.5
uz -, ) Direction: Negative Direction
1 !bODd Label: InputPlane1
6v (}<2~ 2D Transverse:
KtchK pv Center Position: 4.5
QG*=N {% 5 Half width: 5.0
-=iGl5P? Titlitng Angle: 45
MP(R 2y Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
XE*
@* 图2.波导结构（未设置周期）
1
0lvhzU 0vuL(W8) 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。
$,v
'> 将Linear2代码段修改如下:
>A5R Dim Linear2
f]`#BE)V for m=1 to 8
$m,gQV~4 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
l T#&\JQ
Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
\
T /i]z Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
WSi`)@.X O Linear2.SetAttr "Depth", "0"
SNV~;@(h Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
3sIW4Cs7)U Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^e:C{]S= Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
C,~wmS )@ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
R''nZ/R y=g9 wO 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。
u.sF/T=6f 图3.光栅布局通过VB脚本生成
[Oen{c9 A )b`Xc+{> 设置仿真参数
5Ds/^fA 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
.)
uUpY%K^ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
"X0"=1R~ TE simulation
lffp\v{ w Mesh Delta X: 0.015
M #'br<] Mesh Delta Z: 0.015
IROX]f}r ( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
:Rv ?>I j 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
XI:8_F; Q Number of Anisotropic PML layers: 15
BLZ#vJR 其它参数保持默认
o`5p
"v
r 运行仿真
hTcy;zLLS • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
:xJ]#
t.. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_G%]d$2f` • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
%E#OUo[y/ R,R[.2Vi 远场分析
衍射波
5v <>%= 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
)] WWx-Uf' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
U/F<r3.`# 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
1c_gh12 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)
Ri4t/H 图4.远场计算对话框
=sy>_ @G p=9\L 5. 在远场对话框，设置以下参数：
?3X! Wavelength: 0.63
7?Q@Hj(:NT Refractive index: 1.5+0i
#=F"PhiX` Angle Initial: -90.0
A tl`J.;G Angle Final: 90.0
IN=pki |. Number of Steps: 721
pm$2*!1F( Distance: 100, 000*wavelength
n@n608 Intensity
Ay)q %:qx Q|QVm,m 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~f=~tN)hZ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
:*bv(~FW 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
