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：
$Tur"_`I; •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
W_
6Jl5] •光栅布局
模拟和后处理分析
rOD KM-7+ 布局layout
qJ/C*Wqic 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
#`fT%'T! 图1.二维光栅布局
l46 F3C| lhI;K4# 用VB脚本定义一个2D光栅布局
6+u'Tcb Ii,:+o% 步骤：
$"FdS,*qKl 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
jFXU
xf 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 +i>q;=~ Wafer Dimensions：
h[8y$.YsC Length (mm): 8.5
j%}Jl Width (mm): 3.0
LX fiSM{o % *G)*n 2D wafer properties:
heKI<[8l Wafer refractive index: Air
G'py)C5; 3 点击 Profiles 与 Materials.
Xp~]kRm9 (L o2fY5 在“Materials”中加入以下
材料：
[dJ\|= Name: N=1.5
>" .qFn g Refractive index (Re:): 1.5
XJzXxhk2 0c5_L6_z Name: N=3.14
K( d!0S Refractive index (Re:): 3.14
?W
n(ciO ` aUp&8{ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
]2(c$R
Name: ChannelPro_n=3.14
jyGVb no` 2D profile definition, Material: n=3.14
t4IJ%#22 x]t i3?w Name: ChannelPro_n=1.5
6\3k0z
2D profile definition, Material: n=1.5
4cQ5E9 QB[s8"S 6．画出以下波导结构：
9 ^ r a. Linear waveguide 1
Ng"vBycy Label: linear1
&XsLp&Do2 Start Horizontal offset: 0.0
QVW6SY Start vertical offset: -0.75
j1 F+, End Horizontal offset: 8.5
%jxuH+L
End vertical offset: -0.75
= b7& (x Channel Thickness Tapering: Use Default
BB.TrQM.# Width: 1.5
.NT&>X~.V Depth: 0.0
gn"&/M9E Profile: ChannelPro_n=1.5
yU|ji?)e ?X'*
p<` b. Linear waveguide 2
k^pu1g=6I Label: linear2
A7C+&I!L Start Horizontal offset: 0.5
2 mZ/
3u Start vertical offset: 0.05
6Qb)Uq3}] End Horizontal offset: 1.0
[bv@qBL End vertical offset: 0.05
*?D2gaCta Channel Thickness Tapering: Use Default
H040-Q;S' Width: 0.1
? ~Zr d Depth: 0.0
?Q)Z..7 Profile: ChannelPro_n=3.14
^qx\ e$R k_n{Mss'9 7.加入水平平面波：
0lCd,a 2: Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
E ZKz -} Input field Transverse: Rectangular
#`4^zU) X Position: 0.5
%-/:p s Direction: Negative Direction
xD # I&. Label: InputPlane1
f*vk1dS:*3 2D Transverse:
X-$td~r Center Position: 4.5
9yo[T(8 Half width: 5.0
#>jH[Q Titlitng Angle: 45
)_e"N d4 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
iFG5%>5F 图2.波导结构（未设置周期）
iT5SuIv -Y =c g; 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。
THgzT\_zq 将Linear2代码段修改如下:
.eNwC .8i Dim Linear2
8.Ef 5-m for m=1 to 8
HoE.//b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
kQd[E-b7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
&NjZD4m`= Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
eBTedSM?t Linear2.SetAttr "Depth", "0"
2{kfbm-89t Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
*rz(}(r Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'lsq3!d. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
;9p5YxD Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
jfP J5]Z ICbdKgLz 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。
/B@% pq 图3.光栅布局通过VB脚本生成
(vsk^3R[6 qm8n7Z/ 设置仿真参数
&@utAuI 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Usf"K*A 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
5rA!VES T TE simulation
vDeG20.?Z Mesh Delta X: 0.015
:. [5(' Mesh Delta Z: 0.015
JJ9e{~0 I Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
x";.gjI |g 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
x]><}! \<& Number of Anisotropic PML layers: 15
2<o[@ w 其它参数保持默认
1X"H6j[w 运行仿真
v#%>uLl • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
8wpwJs&V • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
G'?f !fz; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Ed&,[rC pL}j
ZTo 远场分析
衍射波
VWA -?%r 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
zHoO?tGf 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
";?C4%L 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
dbT^9: Q 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)
g1 Wtu*K3 图4.远场计算对话框
&Wv`AoV /zG-\e U 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/> ^`*e_ Wavelength: 0.63
zGL<m0C Refractive index: 1.5+0i
.A "T086 Angle Initial: -90.0
7{ +Io Angle Final: 90.0
E0)mI)RW. Number of Steps: 721
`k{ ff Distance: 100, 000*wavelength
FQ|LA[~ Intensity
Hu9-<upc& !OoaE* s 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
$ , &g AU 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
5lHN8k=mm2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
