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：
mQ[$U •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
] .d2C J' •光栅布局
模拟和后处理分析
;+J x,{ ) 布局layout
hkMeUxS 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
6h:QSVfx 图1.二维光栅布局
vW+6_41ZM `|t,Uc|7! 用VB脚本定义一个2D光栅布局
P>/:dt'GJ} 1By tu >2 步骤：
3?93Pj3oPt 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
$WA wMS, 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 R5HT
EB Wafer Dimensions：
FYAEM!dyy Length (mm): 8.5
(NJ{> @& Width (mm): 3.0
Ot=>~(u0 *^?tr?e%I< 2D wafer properties:
:5YIoC Wafer refractive index: Air
u0C: q`;z 3 点击 Profiles 与 Materials.
>M<3!?fW) >* -I Io 在“Materials”中加入以下
材料：
K@.5
Name: N=1.5
66=[6U9 * Refractive index (Re:): 1.5
&;PxDlY5 LU3p CM{ Name: N=3.14
Q' <AV1< Refractive index (Re:): 3.14
fNN l1Vls wE
.H:q4& 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
HE}0_x. Name: ChannelPro_n=3.14
Xa z "! 2D profile definition, Material: n=3.14
x'|ty[87 :H}iL* Name: ChannelPro_n=1.5
0R?1|YnB 2D profile definition, Material: n=1.5
/~LE1^1&U ?9 huuJ s7 6．画出以下波导结构：
\/Y(m4<P a. Linear waveguide 1
! HTOE@ Label: linear1
*byUqY3( Start Horizontal offset: 0.0
W;u.@I& Start vertical offset: -0.75
w2B)$u End Horizontal offset: 8.5
k1Y\g'1
End vertical offset: -0.75
9< mM U: Channel Thickness Tapering: Use Default
l*ltS(? Width: 1.5
_zj^k$ j Depth: 0.0
N* gJu Profile: ChannelPro_n=1.5
!W}sOK7# #*(}%!rD* b. Linear waveguide 2
hFV,FBsAO Label: linear2
m?S;s ew@5 Start Horizontal offset: 0.5
zs=3e~o3 Start vertical offset: 0.05
IMM;LC%rD9 End Horizontal offset: 1.0
XoN~d End vertical offset: 0.05
<H-Nft>O Channel Thickness Tapering: Use Default
_S9)<RVI+ Width: 0.1
(cj9xROx Depth: 0.0
CCTU-Xz/ Profile: ChannelPro_n=3.14
1l-5H7^w2? LL<xygd 7.加入水平平面波：
}geb959 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
93*csO?Db Input field Transverse: Rectangular
c7mKE`
X Position: 0.5
!Fl'?Kz Direction: Negative Direction
12`u[O}\}- Label: InputPlane1
\%7* @& 2D Transverse:
'!m6^*m|c Center Position: 4.5
1T|f<ChIF< Half width: 5.0
rbvk.:"^w Titlitng Angle: 45
9E7 G%- Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
9=>q0D2 图2.波导结构（未设置周期）
=Jm[1Mgt >)M{^ 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。
(?e%w} 将Linear2代码段修改如下:
53t_#Y te Dim Linear2
x^1udK^re for m=1 to 8
s#?ZwD,= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
>oW]3)$4S Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
{/QVs?d Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
r!R-3LO0s Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}`qAb/Ov Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
oC5 h-4~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
kcfT|@:MK" Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
\_ Bj "K Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Gxw1P@<F: c}(H*VY2n 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。
y[ m,t}gi 图3.光栅布局通过VB脚本生成
C]!2 [
U:C62oK, 设置仿真参数
sF{~7IB 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$INB_ /R E 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
TUfj\d, TE simulation
A-!e$yz> Mesh Delta X: 0.015
1_+ h"LE Mesh Delta Z: 0.015
c_>Gl8J Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
M@ U >@x; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
-Q20af- Number of Anisotropic PML layers: 15
0:V /z3? 其它参数保持默认
WE\TUENac( 运行仿真
]$/oSa/ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
s!IIvF • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
{;{U@Z • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
G'JHimP2j 3L &: 远场分析
衍射波
:9hGL 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
<{#_;7h" 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
=+iY<~8 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
0=>$J
WF 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)
Ro<779.Gn\ 图4.远场计算对话框
j!4{+&Laq S70#_{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
O h@z<1eYZ Wavelength: 0.63
JvO1tA]ij Refractive index: 1.5+0i
o898 pg Angle Initial: -90.0
v.]{b8RR Angle Final: 90.0
|.@!CqJ Number of Steps: 721
Zv@qdY<: Distance: 100, 000*wavelength
T
6D+@i Intensity
QATRrIj{e 5|rBb[ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
)^(gwE 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$UzSP hv[ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
