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：
-9z!fCu3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
<^8&2wAkJ •光栅布局
模拟和后处理分析
" WE*ED 布局layout
9s'[p'[Z 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
j>-O'CO 图1.二维光栅布局
KN-)m ta& [b6P
}DW 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Ryrvu 1 k i917d@r( < 步骤：
05g dVa,
1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
(W4H?u@X0 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -'mTSJ.} Wafer Dimensions：
UiLi y?EJ Length (mm): 8.5
(TJ )Y7E Width (mm): 3.0
OkaN VT B rsgTd\b 2D wafer properties:
=9AX\2w*H; Wafer refractive index: Air
QlCs ,bT 3 点击 Profiles 与 Materials.
"MNI_C#{ nkn4VA?" 在“Materials”中加入以下
材料：
~SN * Name: N=1.5
oi:!YVc Refractive index (Re:): 1.5
\T]'d@Wyd \DC0` Name: N=3.14
Ri mz~}+ Refractive index (Re:): 3.14
5:sk&0:@U T@)|0M 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
6A9
r{'1 Name: ChannelPro_n=3.14
qPG>0
O 2D profile definition, Material: n=3.14
M4`. [P4 e;G}T%W Name: ChannelPro_n=1.5
nqMXE82 2D profile definition, Material: n=1.5
1r LK1X |`,AA a 6．画出以下波导结构：
+zf[Im%E a. Linear waveguide 1
iu+r =s p Label: linear1
(764-iv( Start Horizontal offset: 0.0
p.|NZXk%%a Start vertical offset: -0.75
iVe"iH End Horizontal offset: 8.5
%ot4$ eY End vertical offset: -0.75
JRYCM}C] Channel Thickness Tapering: Use Default
9H #;i]t & Width: 1.5
]]^eIjg>a6 Depth: 0.0
"F+m}GJ=a Profile: ChannelPro_n=1.5
d, d oh i eN{ewn#0. b. Linear waveguide 2
sm?V%NX& Label: linear2
xg8$ <Ut Start Horizontal offset: 0.5
1@W*fVn Start vertical offset: 0.05
D@
4sq^|2 End Horizontal offset: 1.0
[.j&~ \AG End vertical offset: 0.05
Yw_^]:~ Channel Thickness Tapering: Use Default
EwX:^1f Width: 0.1
|Jpi|'
Depth: 0.0
aF]cEe Profile: ChannelPro_n=3.14
+Cg[!6[# Mj5&vs~n; 7.加入水平平面波：
I92orr1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
,?/AIL]_ Input field Transverse: Rectangular
VSLi{=# X Position: 0.5
o<8SiVC2 Direction: Negative Direction
3 =-XA2zJ Label: InputPlane1
H05xt$J 2D Transverse:
VteMsL/H Center Position: 4.5
Lh
rU fy
Half width: 5.0
}2+*E}g Titlitng Angle: 45
Nm4
h Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
]7DS>%m Y( 图2.波导结构（未设置周期）
fZk a $
4 T6M=BkcP 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。
TK s l.| 将Linear2代码段修改如下:
R.P |gk Dim Linear2
^={s(B2 for m=1 to 8
n>k 1 D Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
w gU2q| Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
,LftQ1*; Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
6O\a\z Linear2.SetAttr "Depth", "0"
O f.%rpg y Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
uG,*m'x'] Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-?vII~a9y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+Jw+rjnP Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
![Ll$L r 'Hv=\p4$1 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
AXT(D@sI= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ZZ2v dy38 GMOnp$@H^s 设置仿真参数
n}L
Jt 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
k. <OO 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+
C'<* TE simulation
*Eg[@5;QA Mesh Delta X: 0.015
Q|7l!YTzVu Mesh Delta Z: 0.015
]o2 jS D Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
JrNqS[c/ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
|{ TVW Number of Anisotropic PML layers: 15
CKy/gTN 其它参数保持默认
\w@V7~ vA 运行仿真
=QS%D*.|D • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
f=paa/k0 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
O 4C}]E • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[oD u3Qn }UX0 eI4 远场分析
衍射波
/vNHb _- 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
8Os: SC@Q 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Gy6PS{yY6t 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
t
.-%@,s 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)
N:~CN1 图4.远场计算对话框
h[i@c`3 /2 wq:"/2p1 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/zg|I?$>Z4 Wavelength: 0.63
,~*pP hQ8m Refractive index: 1.5+0i
X[J ? Angle Initial: -90.0
hQ\W~3S55 Angle Final: 90.0
Ye]-RN/W Number of Steps: 721
]US Distance: 100, 000*wavelength
JIU8~D Intensity
D* QZR;D#. 'mYUAVmSC# 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#u/5
nm 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
l|sC\ ;S 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
