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：
jN%p5nZ^EK •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
0 BCGJFZ{ •光栅布局
模拟和后处理分析
fHd!/%iG 布局layout
mp,e9Nd; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
ES\Q5)t/fo 图1.二维光栅布局
= b<<5N s dA}
72D? 用VB脚本定义一个2D光栅布局
9V;$v As+;q NO 步骤：
Ejms)JK+ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_ML~c&9jv 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 l-S'ATZ0p Wafer Dimensions：
Z SRR lkU Length (mm): 8.5
%L
j0 Width (mm): 3.0
9*|3E"Vr !p,hy ` 2D wafer properties:
5 Y Q Wafer refractive index: Air
#t@x6Vt 3 点击 Profiles 与 Materials.
M7DLs;sD %A62xnX 在“Materials”中加入以下
材料：
:@ E1Pun? Name: N=1.5
N<06sRg# Refractive index (Re:): 1.5
(.,'}+1 Q+d.%qhc Name: N=3.14
8pPC 9ew\= Refractive index (Re:): 3.14
FKo x0Jmh= (]Ye[j^"7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
n#>. \F Name: ChannelPro_n=3.14
7w Q+giu 2D profile definition, Material: n=3.14
ojx'g8yO V3mjb H>F Name: ChannelPro_n=1.5
sm;E2BR$
` 2D profile definition, Material: n=1.5
m-ph } y~ _za(k 6．画出以下波导结构：
%i$M/C" ( a. Linear waveguide 1
X
45x~8f Label: linear1
<!~1{`n%9J Start Horizontal offset: 0.0
5fu+rU-# Start vertical offset: -0.75
+9zJlL^A% End Horizontal offset: 8.5
VU! l50 End vertical offset: -0.75
9q1HSJ1) Channel Thickness Tapering: Use Default
{N!E5*$Tr Width: 1.5
3vdu;W=Sz Depth: 0.0
>gk z4.* Profile: ChannelPro_n=1.5
Dxt),4 %P ;8*XOC;[ b. Linear waveguide 2
,-(T"Ph < Label: linear2
O 3kg Start Horizontal offset: 0.5
Uz gA26; Start vertical offset: 0.05
NoCDY2 $ End Horizontal offset: 1.0
/l,+oG%\ End vertical offset: 0.05
7fju Channel Thickness Tapering: Use Default
Zc'|!pT _ Width: 0.1
VG_uxKY Depth: 0.0
-)1-~7
r Profile: ChannelPro_n=3.14
gA~20LSt wM b)6YZs 7.加入水平平面波：
,VNi_.W0 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Oj4v#GK] Input field Transverse: Rectangular
5 Vp;dc X Position: 0.5
Ap5}5 ewM Direction: Negative Direction
kSbO[)p Label: InputPlane1
v B h; 2D Transverse:
"]VDY) Center Position: 4.5
&5\^f?'b7 Half width: 5.0
]} 61vV Titlitng Angle: 45
pheE^jUr Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
|K L')&" 图2.波导结构（未设置周期）
t})lr\ X E|B)Q( 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。
Rn`ld@=p[ 将Linear2代码段修改如下:
LHh5 v"zjG Dim Linear2
{<qF }i:V for m=1 to 8
>i
"qMZ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
! z11"
c Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
!FTNmyM~F Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
* GQD fs`m Linear2.SetAttr "Depth", "0"
.VT;H 1# Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
*YWk1Cwjo Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
I @ 2 uF- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<W>++< - Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
W'a(oI L7'%;? Z 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。
p SHSgd ~& 图3.光栅布局通过VB脚本生成
j'K38@M:MN f-;$0mTQ 设置仿真参数
yuOS&+,P 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
&59F8JgJ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
_V@WNo%B TE simulation
xwRhs!`t1 Mesh Delta X: 0.015
6{q;1-8j+j Mesh Delta Z: 0.015
C5xag#Z1 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
x J{_qP 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j 5Qo*p Number of Anisotropic PML layers: 15
|EKu2We* 其它参数保持默认
x H-X|N 运行仿真
07V8;A<, • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
\v+u;6cx_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
>ys[I0bo • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Dj i^+;"& EI jI!0j 远场分析
衍射波
zN #*G
i' 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
h.)h@$d 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
v2Bzx/F: 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
]hA,LY f 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)
V
A<5uk04K 图4.远场计算对话框
pY@Y?J j q2hFOm 5. 在远场对话框，设置以下参数：
-w1@!Sdd Wavelength: 0.63
mpgO s Refractive index: 1.5+0i
$&{ti.l Angle Initial: -90.0
]mQw,S)/" Angle Final: 90.0
.%}?b ~
Number of Steps: 721
~*M$O & Distance: 100, 000*wavelength
%f j+70 Intensity
Z:*@5 #`(WUn0H? 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'fx UV<K& 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
!d,8kG 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
