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：
i-WP#\s •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
& 0ymAf5R •光栅布局
模拟和后处理分析
G: |]w,^i 布局layout
gd%Ho8,T 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
})PU`?f 图1.二维光栅布局
#{k+^7aQ \Q|,0` 用VB脚本定义一个2D光栅布局
d} ?KPJ{ 8U]mr+ 步骤：
6>&(OV 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
PRyzvc~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 U T 7'- Wafer Dimensions：
e !w{ap8u Length (mm): 8.5
vkYiO]y Width (mm): 3.0
l8 %BRG Lcy6G%A 2D wafer properties:
4`V&Yqwl Wafer refractive index: Air
J*%IvRg
3 点击 Profiles 与 Materials.
Gp?pSI,b.t h y\iot 在“Materials”中加入以下
材料：
X}QcXc. d Name: N=1.5
)*.rl Refractive index (Re:): 1.5
W kp He r M}o) Name: N=3.14
I~ mu 'T Refractive index (Re:): 3.14
^H&`e"|R9 VGCd)&s 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
7coVl$_Zl Name: ChannelPro_n=3.14
m("KLp8 2D profile definition, Material: n=3.14
<
jX5}@`z u <Ch]m+ Name: ChannelPro_n=1.5
"r@G V5E D 2D profile definition, Material: n=1.5
B1Z ; olHmRJ 6．画出以下波导结构：
-Vmp6XY3q a. Linear waveguide 1
VYH
$em6 Label: linear1
Z; dR :|%) Start Horizontal offset: 0.0
G ,`]2'(@ Start vertical offset: -0.75
UQb|J9HY4 End Horizontal offset: 8.5
@aB7dtM End vertical offset: -0.75
@y
e AM7 Channel Thickness Tapering: Use Default
uaLjHR0 Width: 1.5
mSEX?so=[ Depth: 0.0
ke xvE 3 Profile: ChannelPro_n=1.5
KfC{/J\
R=iwp%c( b. Linear waveguide 2
zSOZr2-
^a Label: linear2
SHnMqaq Start Horizontal offset: 0.5
R_:lp \S& Start vertical offset: 0.05
-2C^M> HZ End Horizontal offset: 1.0
8&1xb@Nc7 End vertical offset: 0.05
k$Ug;`v# Channel Thickness Tapering: Use Default
^>fr+3a"P Width: 0.1
tI.ho Depth: 0.0
u0Z MrIJ Profile: ChannelPro_n=3.14
y"_rDj` XE;' K`% 7.加入水平平面波：
95/; II Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
J0t_w M Ja Input field Transverse: Rectangular
]4FAbY2'h X Position: 0.5
+R 8dy Direction: Negative Direction
` 0 W+(9} Label: InputPlane1
{X nBj}C 2D Transverse:
}Os7 [4 RW Center Position: 4.5
(r1"!~d@ Half width: 5.0
ZpwFC7LW Titlitng Angle: 45
i\K88B&24 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
{s2eOL5I|% 图2.波导结构（未设置周期）
90=gP g6][N{xW0 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。
J! QIMA4{ 将Linear2代码段修改如下:
!G'wC0 Dim Linear2
y8v0> V0) for m=1 to 8
R0GD9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
_~y-?(46K Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/ 1+jQS Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Iqj?wI 1) Linear2.SetAttr "Depth", "0"
IY@N Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
lvR>%I0`* Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
JUq7R%"h6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
P (fWJVF7 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
1b2xWzpG MJn= 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。
- C8VDjf9 图3.光栅布局通过VB脚本生成
i`w&{WTRQ 0p*Oxsy 设置仿真参数
AbX#wpp! 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
wZj`V_3 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
e "Tr0k TE simulation
J[\8:q E Mesh Delta X: 0.015
Z v 7}C Mesh Delta Z: 0.015
bhW&,"$Z Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
B\~(:(OPM] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j:2*hF! E Number of Anisotropic PML layers: 15
4y,pzQ8a 其它参数保持默认
{@ tO9pc`8 运行仿真
zRm@ |IT • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
PD^Cj?wm • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
a0`(* #P • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
lQ2vQz-J / !hxW}>^ 远场分析
衍射波
S e!B,'C% 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Z ..s /K { 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
V$ " ]f6 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
& (NxkZp! 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)
suN}6C I 图4.远场计算对话框
?oU5H .ITTY QHv) 5. 在远场对话框，设置以下参数：
]OC?g2&6 Wavelength: 0.63
j Oxnf%jl Refractive index: 1.5+0i
j__l'?s Angle Initial: -90.0
?|GwuG8g Angle Final: 90.0
I%mGb $ Q Number of Steps: 721
X $SXDb~G Distance: 100, 000*wavelength
"l(<<Ha/ Intensity
yONX?cS ca:Vdrw` 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
n?v$C:jLN 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
k.%FGn'fR 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
