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：
p19@to5l •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
39P55B/o% •光栅布局
模拟和后处理分析
= GF=_Ac 布局layout
n9 J{f"`m 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
u'_}4qhCC; 图1.二维光栅布局
VzHrKI </ xf4.C 用VB脚本定义一个2D光栅布局
m }RZ )c ,>kVVpu 步骤：
SvvNk 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
?{ `7W>G 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 a`f@&A`z Wafer Dimensions：
dlCYdwP Length (mm): 8.5
v;;3 K*c> Width (mm): 3.0
2;
,8 u J!5b~8`v 2D wafer properties:
6XU p$Pd( Wafer refractive index: Air
o}/|"( K 3 点击 Profiles 与 Materials.
DQXc f*R GQ@mQ=i 在“Materials”中加入以下
材料：
\
ya@9OA Name: N=1.5
Q25VG5 G Refractive index (Re:): 1.5
y1PyH C f d* Q Name: N=3.14
- PSgBH[ Refractive index (Re:): 3.14
=QtFJ9\ ?H@<8Ra=3 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
j_<!y(W Name: ChannelPro_n=3.14
zixG}' 2D profile definition, Material: n=3.14
rEj[XK +> !nqp Name: ChannelPro_n=1.5
C<(oaeQY 2D profile definition, Material: n=1.5
\( {'Xo >( 3Xd:LDZ{ 6．画出以下波导结构：
sw$uZ$$~# a. Linear waveguide 1
@/^mFqr2 Label: linear1
z5M6 Start Horizontal offset: 0.0
V8B4e4F Start vertical offset: -0.75
][ ?J8F End Horizontal offset: 8.5
&b5(Su End vertical offset: -0.75
-XV +F@`Md Channel Thickness Tapering: Use Default
id5 ` YA$ Width: 1.5
=|Il ORf< Depth: 0.0
KHHYk>FR Profile: ChannelPro_n=1.5
!\ BZ_guz t4v'X}7q] b. Linear waveguide 2
VlA]A,P}i Label: linear2
JOt( r}gU Start Horizontal offset: 0.5
6V JudNA Start vertical offset: 0.05
R3|4|Jl GR End Horizontal offset: 1.0
Q35\wQ# End vertical offset: 0.05
_r\M }lDh* Channel Thickness Tapering: Use Default
^&1 O:G*" Width: 0.1
z_ycH%p Depth: 0.0
\2a;z<( Profile: ChannelPro_n=3.14
f ?k0(rl L PJ7V` !k 7.加入水平平面波：
[t fB*m5 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-# ;xfJE Input field Transverse: Rectangular
c6 mS X Position: 0.5
AK&>3 D Direction: Negative Direction
V27RK-.N! Label: InputPlane1
U[?_|= ~7 2D Transverse:
N2A6 C$s Center Position: 4.5
si6CWsb_ f Half width: 5.0
b1 w@toc Titlitng Angle: 45
iD_y@+iz Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
=cjO] 图2.波导结构（未设置周期）
I)FFh%m<}a LiT%d 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
0@cIj
] 将Linear2代码段修改如下:
qNj?Rwc Dim Linear2
13 #ff for m=1 to 8
Muk J^h*V Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
t
s Uu Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
<YFDS; b| Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
vQi=13Pw Linear2.SetAttr "Depth", "0"
eP>_Cr Jb Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
YWH>tt 9 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
L7 }nmP>aR Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
={P`Tve Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
0!dNW,NfJ \/3(>g?4 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
k pn|C 9r 图3.光栅布局通过VB脚本生成
8Zsaq1S sS}: O d 设置仿真参数
.@OQ$ D < 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
23^>#b7st 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
{ac$4#Bp[B TE simulation
B0Wf$
s^7t Mesh Delta X: 0.015
^{MqJ\S7H Mesh Delta Z: 0.015
iG6]Pr|;e Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
<<MpeMi 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
8~C}0H Number of Anisotropic PML layers: 15
ftPps - 其它参数保持默认
~-7/9$ay5 运行仿真
?{f6su @rW • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
15j5F5P • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
%BkE %ZcZ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
L4/ns@e (X"5x]7] 远场分析
衍射波
a4^hC[a 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
KUZi3\p9W> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
q\o#<'F1J 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
$oQOOa@;i) 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)
Zwc&4:5% 图4.远场计算对话框
MZh .Xo GE!nf6 >Km 5. 在远场对话框，设置以下参数：
\T_ZcV Wavelength: 0.63
BNdq=|,+" Refractive index: 1.5+0i
|cY HH $ Angle Initial: -90.0
Ln,<|,fZN Angle Final: 90.0
# atq7t X Number of Steps: 721
cDz@3So.b Distance: 100, 000*wavelength
!F P ] Intensity
$mM"C+dD /8qR7Z^HZ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_ D4qnb@ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
j
"<?9/r 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
