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：
X&.$/xaT •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
{K4t8T] •光栅布局
模拟和后处理分析
tQ
JH'YV 布局layout
Z(mn
U;9{v 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
.oj" ru 图1.二维光栅布局
*u'`XRJU/ Xl6ZV,1=n7 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Os 2YZ<t h<ct W>6v 步骤：
n "KJB 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!a(qqZ|s 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 14 'x-w^~k Wafer Dimensions：
9 ~'Ip7X,! Length (mm): 8.5
5qQ( V)ah Width (mm): 3.0
n UCk0:{ -^Km}9g 2D wafer properties:
u6I0<i_KZ Wafer refractive index: Air
k`mrRs 3 点击 Profiles 与 Materials.
JS?l?~ < VR&= YJ 在“Materials”中加入以下
材料：
h;UdwmT Name: N=1.5
x ETVt q Refractive index (Re:): 1.5
^% $W S, 2mU-LQ1 WN Name: N=3.14
=tRe3o0( Refractive index (Re:): 3.14
T>Rf?%o (:bCOEZ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
,-I F++q Name: ChannelPro_n=3.14
> <
_Z 2D profile definition, Material: n=3.14
19w,'}CGk 9k+ &fyy Name: ChannelPro_n=1.5
J (&M<<% 2D profile definition, Material: n=1.5
ny_ kr`$42 OG?j6q hpl 6．画出以下波导结构：
a2=uM}Hsp a. Linear waveguide 1
{L-aXe{ Label: linear1
v6DxxE2n Start Horizontal offset: 0.0
pT;-1c%: Start vertical offset: -0.75
o`T< }z26 End Horizontal offset: 8.5
UFIAgNKl End vertical offset: -0.75
[cL U *: Channel Thickness Tapering: Use Default
07LL)v ~ Width: 1.5
'oHOFH9:{b Depth: 0.0
bR8
HGH28 Profile: ChannelPro_n=1.5
Vh.;p.!e ;$tv8%_L[ b. Linear waveguide 2
!%RJC,X Label: linear2
u388 Wj
Start Horizontal offset: 0.5
L3=YlX`UL Start vertical offset: 0.05
LY88;*:S End Horizontal offset: 1.0
zr; Y1Xt4 End vertical offset: 0.05
71<PEawL Channel Thickness Tapering: Use Default
o!l3.5m2d Width: 0.1
WVT5VJ7 * Depth: 0.0
pJ$N@I D Profile: ChannelPro_n=3.14
ZaUcP6[h Yr"!&\[oz 7.加入水平平面波：
J.e8UQ@=5 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
j#nO6\&o Input field Transverse: Rectangular
hA1gkEM2o X Position: 0.5
&DbGyV8d"| Direction: Negative Direction
gcW{]0%L^ Label: InputPlane1
[,o5QH\Etq 2D Transverse:
l eb^,1/D6 Center Position: 4.5
d0}% %T Half width: 5.0
C@UJOB Titlitng Angle: 45
hDD~,/yVxs Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
|!xfIR> =F 图2.波导结构（未设置周期）
H6PXx TH(L zrbg 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。
e2-70UvW^ 将Linear2代码段修改如下:
9? l?G GmQ Dim Linear2
+zVcOS*- for m=1 to 8
4F r7jD,#k Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
L%o6 5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
RZ<+AX9R Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
j_6` s!Yw Linear2.SetAttr "Depth", "0"
EYJ i6# Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
WDoKbTv Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|? fW!y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
V$Xl^# tN Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
&`
00/p {sna) v$; 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。
FUzMc1zy| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
O'!r]0Q az \<sWb# 设置仿真参数
)ZgER[ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
V$-~%7@>;9 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
].k+Nzf _ TE simulation
/XW&q)z-Hl Mesh Delta X: 0.015
N)vk0IM! Mesh Delta Z: 0.015
M ~ i+F0 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
e0~sUVYf 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
6m-:F.k1( Number of Anisotropic PML layers: 15
/+x#V!zM 其它参数保持默认
\&\_>X., 运行仿真
:Er^"9'A2 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
'd2qa`H'}B • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
(/ "K+$8' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
?x5wS$^q< ElEv(>G* 远场分析
衍射波
##EB; Y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
H 4 }%;m% 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
eC +" mhB 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
E I=N aq 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)
^6)GS%R 图4.远场计算对话框
't0+:o">: f.aB?\"f6 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Z#OhYm+y Wavelength: 0.63
B.}_], Refractive index: 1.5+0i
kvW|= Angle Initial: -90.0
s FQ4O- SM Angle Final: 90.0
S1 EEASr!} Number of Steps: 721
nOA J9 Distance: 100, 000*wavelength
}pl]9 Intensity
H[ BD ) yyY~ *Le 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
M# \ < 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%1-K);S J 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
