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：
1<
22, •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
T["(wPrt •光栅布局
模拟和后处理分析
s#phs `v 布局layout
> J4Tk1//b 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
OQl7#`G!H% 图1.二维光栅布局
Sx yXz8+e[ # j!RbW 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"g aurr3 e+`LtEve0 步骤：
w +pK=R 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
"}"hQ. kAz 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 v2Lx4:dzi Wafer Dimensions：
OAlV7cfD Length (mm): 8.5
qIXo_H&\C Width (mm): 3.0
D jzHEqiH |AgdD 2D wafer properties:
M`_RkDmy< Wafer refractive index: Air
j`
RuK 3 点击 Profiles 与 Materials.
`;X~$uS }bkQ r)us 在“Materials”中加入以下
材料：
V?_:-!NJ( Name: N=1.5
l:' 0 Refractive index (Re:): 1.5
Q:nBx[% k&oq6!ix Name: N=3.14
NOzAk%s3I Refractive index (Re:): 3.14
H@-txO1`:: q$#5>5& 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
h\]D:S Name: ChannelPro_n=3.14
i \h"N K 2D profile definition, Material: n=3.14
,}8|[)" whoM$ & Name: ChannelPro_n=1.5
K M'* +.I 2D profile definition, Material: n=1.5
~OdE!! CP5vo-/)- 6．画出以下波导结构：
\my5E\ a. Linear waveguide 1
Rix|LKk{ Label: linear1
Y.7 iKMp( Start Horizontal offset: 0.0
'3<AzR2
Start vertical offset: -0.75
M/Twtq-`H End Horizontal offset: 8.5
|8m2i1XG End vertical offset: -0.75
v|]1x2191 Channel Thickness Tapering: Use Default
^/ "[jq3F Width: 1.5
bi01] Depth: 0.0
[wLK*9@& Profile: ChannelPro_n=1.5
> ^fpQG 5*~]=(BE b. Linear waveguide 2
s|cL
mL[ Label: linear2
Xyz w.%4c Start Horizontal offset: 0.5
pbXh}YJ& Start vertical offset: 0.05
J>o% 6D End Horizontal offset: 1.0
f3[/zcm; End vertical offset: 0.05
Tgf\f%,h Channel Thickness Tapering: Use Default
AlVB hR` Width: 0.1
qD] &&"B Depth: 0.0
R&v V! d Profile: ChannelPro_n=3.14
K[j~htC{I" SJ
ay 7.加入水平平面波：
)qq5WShMJ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(4GDh% Input field Transverse: Rectangular
NKy Ksu
X Position: 0.5
OV.f+_LS Direction: Negative Direction
EFk9G2@_ Label: InputPlane1
$ \9M6k' 2D Transverse:
>>>& {>}! Center Position: 4.5
` !um )4 Half width: 5.0
zJMm=Mw^ Titlitng Angle: 45
G\PFh& Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
.)Wqo7/Gx 图2.波导结构（未设置周期）
8AGP*"gI lx)Bj6 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。
l(B(g PvU 将Linear2代码段修改如下:
Szb# :C Dim Linear2
F<YXkG4 pO for m=1 to 8
IEP^u
`} Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
~LG< Uu Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
}%}yOLo: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
7_ G$& Linear2.SetAttr "Depth", "0"
l5/!0]/ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
5ltrr(MeD Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1SwKd*aRR? Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
a3wk#mH
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
JtbwY@R ^sP-6 ^ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
c H7Gb|,M 图3.光栅布局通过VB脚本生成
YqEB%Y~N+ 2 {I(A2 设置仿真参数
8-_\Q2vG 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
LJ{P93aq`^ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
"<Q ,|Md TE simulation
#Ave r]eK Mesh Delta X: 0.015
EyK
F5TP0 Mesh Delta Z: 0.015
VJoobu1h Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Z'cL"n\9R] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
N ,0&xg3 Number of Anisotropic PML layers: 15
GU,ztO.w 3 其它参数保持默认
vFx0B? 运行仿真
g~v>{F+u • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
1${rQ9FIF • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
j` 5K7~hv • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'<!T'l:R:/ J9V,U;"\ 远场分析
衍射波
Rch?@O# J 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
~6!TMVr 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
J};=)xLX; 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
Ty5}5)CRZ 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)
8w\ZY>d 图4.远场计算对话框
of<(4< T >&?k^nI}J 5. 在远场对话框，设置以下参数：
@\}w8 Wavelength: 0.63
i[N= . Refractive index: 1.5+0i
'> U&B} Angle Initial: -90.0
rsPo~nA Angle Final: 90.0
`;v5o4.` Number of Steps: 721
B4kJ 7Pdny Distance: 100, 000*wavelength
DRy,n)U& Intensity
hTS?+l 8;q2W
F{AX 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
L^%jR= 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
SLi? E 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
