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：
-}@C9Ja[? •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
kYS#P(1 •光栅布局
模拟和后处理分析
}*XF- U 布局layout
tLJ 7tnB 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
FBNi (D 图1.二维光栅布局
CMC p7- v CV |Ae [ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
i.9}bw
9u@ Gad&3M0r 步骤：
~R LjL" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
KUW )F 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 f$ /C.E Wafer Dimensions：
$I`,nN Length (mm): 8.5
v*excl~ Width (mm): 3.0
{(-TWh7V uYTyR;a 2D wafer properties:
Y+S<?8pA Wafer refractive index: Air
bIt{kzuQC 3 点击 Profiles 与 Materials.
:qXREF@h tklS=R^Vn 在“Materials”中加入以下
材料：
0lt1/PEKx2 Name: N=1.5
=[4C[s Refractive index (Re:): 1.5
/ pe.?Zd !/2kJOSp Name: N=3.14
[HXd|,~_j- Refractive index (Re:): 3.14
TbMlYf]It R
"W=V 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Pd:tRY+t/ Name: ChannelPro_n=3.14
s/?(G L+Ae 2D profile definition, Material: n=3.14
I-s$U T [p Mn\L55?E( Name: ChannelPro_n=1.5
<c` ,fd8 2D profile definition, Material: n=1.5
">|L< ), ;h 6．画出以下波导结构：
=w7k@[Bq a. Linear waveguide 1
.Xta;Py|J Label: linear1
@)ozgs@e Start Horizontal offset: 0.0
"gpfD-BX Start vertical offset: -0.75
w4y ???90) End Horizontal offset: 8.5
Z _<Wr7 D End vertical offset: -0.75
GB >h8yXH Channel Thickness Tapering: Use Default
j~2t^Qz
Width: 1.5
a;7gy419<p Depth: 0.0
=Oh/4TbW[ Profile: ChannelPro_n=1.5
K G5B6Om5' YcaLc_pUx b. Linear waveguide 2
:fG9p` Label: linear2
!Je!;mEv I Start Horizontal offset: 0.5
kD+B8TrW Start vertical offset: 0.05
NLWj5K)1P End Horizontal offset: 1.0
b#e|#!Je End vertical offset: 0.05
Y%rC\Ij/i Channel Thickness Tapering: Use Default
>*w(YB]/$V Width: 0.1
Rm.9` <Y Depth: 0.0
Qa16x<Xlm Profile: ChannelPro_n=3.14
vP<8 ,XG h1_KZ[X 7.加入水平平面波：
eR1]<Z$W\ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
@n=FSn6 c Input field Transverse: Rectangular
/Bnh%6#ab X Position: 0.5
fl9J Direction: Negative Direction
1K$8F ~%Z Label: InputPlane1
p)Q= ' 2D Transverse:
[ \i1I`7pE Center Position: 4.5
z 2V_nkI Half width: 5.0
zQ eXN7$ Titlitng Angle: 45
o@\q 6xl . Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\h/aD1 &g 图2.波导结构（未设置周期）
8>^O]5Wo`X $VE =sS. 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。
'v3> "b 将Linear2代码段修改如下:
/?8rj3 Dim Linear2
~_L_un .R for m=1 to 8
;l b@o,R : Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
?< $DQ%bf Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
zw X 1&rN Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
*$ 7c||J7 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
#`2*V Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
[318Q%W& Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
~4tu*\P Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
;i&'va$ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
V-iY2YiR C}GOwvAL> 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。
*FUb Kr0 图3.光栅布局通过VB脚本生成
X6@G)68
bR5+({yH 设置仿真参数
wg,w;Gle 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
G_x<2E"d 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
V`"A|Y TE simulation
S-6 %mYf Mesh Delta X: 0.015
oW/ #/;|` Mesh Delta Z: 0.015
rfMzHY}% Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
g g%OOvaj5 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
MkG*6A Number of Anisotropic PML layers: 15
P\CT|K'P 其它参数保持默认
S2fBZ=V8 运行仿真
# }!Ge • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
o os7x6 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
RI_3X5.KQ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3v%V\kO=F V"@]PI pr 远场分析
衍射波
wg= ge]E5 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
}A%Sx!7~ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
jsG
epi9 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
{aWTT&-N 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)
@nS+ !t{ 图4.远场计算对话框
w+~s}ta2^ x;Jy-hMNl 5. 在远场对话框，设置以下参数：
J_A5,K*r| Wavelength: 0.63
0Y9\,y_ Refractive index: 1.5+0i
/K 9T n Angle Initial: -90.0
0)'^vJe Angle Final: 90.0
<x),HTJ Number of Steps: 721
+mN]VO*y Distance: 100, 000*wavelength
0ZXG{Gp9S Intensity
$>;U^- #3 / t083 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1/YWDxo, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
@4D$Xl 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
