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：
?2$0aq •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
*, RxOz2= •光栅布局
模拟和后处理分析
l<YCX[%E 布局layout
Z5%T pAu[ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Wk*t- 图1.二维光栅布局
U**v'%{s 2B=''W 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"}'Sk( Yvbk[Rb 步骤：
]53'\ TH 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
2*1FW v 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 /'g"Ys?3 Wafer Dimensions：
KXTx{R Length (mm): 8.5
i1JWdHt Width (mm): 3.0
I'%(f@u~ b1 NB: 2D wafer properties:
J~UR v)g Wafer refractive index: Air
6*r3T:u3 3 点击 Profiles 与 Materials.
jtF et{ $bv l.c 在“Materials”中加入以下
材料：
e+=I GYC Name: N=1.5
[J6 b5 Refractive index (Re:): 1.5
O)i ]K`jk *S$`/X Name: N=3.14
mbm|~UwD Refractive index (Re:): 3.14
875BD U 6a\YD{D] _ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ZF sJeF'" Name: ChannelPro_n=3.14
GY;q0oQ, 2D profile definition, Material: n=3.14
KB^i=+xr |L"!^Y#=D Name: ChannelPro_n=1.5
K9+C 3 "*I 2D profile definition, Material: n=1.5
M$Of. gQ=g,X4 6．画出以下波导结构：
m;]gl Att a. Linear waveguide 1
rJ UXA<:2 Label: linear1
Q]]5\C. Start Horizontal offset: 0.0
u/8urxp y Start vertical offset: -0.75
_hb@O2f End Horizontal offset: 8.5
x3>PM]r(V End vertical offset: -0.75
H!NyM}jsr Channel Thickness Tapering: Use Default
h&4f9HhS= Width: 1.5
#=hI}%n Depth: 0.0
` /z6 Q" Profile: ChannelPro_n=1.5
/\_wDi+# Cp@'
k;( b. Linear waveguide 2
'l}T_7g Label: linear2
i@C$O.m( Start Horizontal offset: 0.5
b qt*d )$ Start vertical offset: 0.05
$"/xi ` End Horizontal offset: 1.0
NHCdf* End vertical offset: 0.05
- ^sbf. Channel Thickness Tapering: Use Default
r6Hdp Width: 0.1
Pkbx /\ Depth: 0.0
8,,$C7"EP Profile: ChannelPro_n=3.14
8C{mV^cn~ DGwN*>X 7.加入水平平面波：
u0@i3Po Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
x{X(Y]*1S Input field Transverse: Rectangular
&l=%* `On X Position: 0.5
!P &F6ViO= Direction: Negative Direction
p(F}[bP Label: InputPlane1
WYb\vm =r 2D Transverse:
?1?zma S Center Position: 4.5
/@<Pn&Rq Half width: 5.0
+hIStA Titlitng Angle: 45
eL-9fld /n Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ORV~F0d< 图2.波导结构（未设置周期）
)-_]y|/D:r E ,[ @jxP 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。
>_Dq )n;% 将Linear2代码段修改如下:
DUk&`BSJ Dim Linear2
PSO9{! for m=1 to 8
Bw31h3yB Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
HD(4Ms Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
\tj7Jy Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
"i\rhX Linear2.SetAttr "Depth", "0"
:[1^IH(sb Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
1 XAXokxj Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
G $TLWfm
Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
D~~&e< v'1 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
t?:} bw+m 7|I On5 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
zo V4Gl 图3.光栅布局通过VB脚本生成
gNdEPaaFI @?$x 设置仿真参数
;/
iBP2 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
=rA "|= 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
R&cOhUj22J TE simulation
:esHtkyML Mesh Delta X: 0.015
oh
k.; Mesh Delta Z: 0.015
I cM99'P( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|0A"3w 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
s4@dEK8W Number of Anisotropic PML layers: 15
-kh O4, 其它参数保持默认
prvvr;Ib 运行仿真
7cGc`7 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
]xlV;m • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
L>
ehL(]! • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
YRXXutm Ak`7 f$z 远场分析
衍射波
$^ Is|]^ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
tiZ5
:^$b4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}fps~R 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
g\CRx^s 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)
B?
$9M 9 图4.远场计算对话框
&_ -,Nxsf v +.
n9 5. 在远场对话框，设置以下参数：
}Ut*Y* Wavelength: 0.63
P|>
f O' Refractive index: 1.5+0i
kiLwN
nq Angle Initial: -90.0
OOzk@j^ Angle Final: 90.0
'- >%b Number of Steps: 721
/gkHV3}fu Distance: 100, 000*wavelength
xV&c) l>} Intensity
{9kH<,PJ;! Zj@k3y 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
|JZ3aS 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
uh i(Gny. 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
