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 WT)h/ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
7`P(LQAr! •光栅布局
模拟和后处理分析
amPQ U 布局layout
K r 9 @ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
?.4u'Dkn= 图1.二维光栅布局
=7$YBCuF j x-W$@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_)p% =EIsqk^* 步骤：
&^z~wJ,] 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
) ` L!eN 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 h'N,oDB) Wafer Dimensions：
<yIJ$nBx Length (mm): 8.5
}U8H4B~UtY Width (mm): 3.0
."MBKyg6 QK;A>] 2D wafer properties:
wD*_S}] Wafer refractive index: Air
`B^?Za,xN 3 点击 Profiles 与 Materials.
xOS4J+' s@ T,;6q!s= 在“Materials”中加入以下
材料：
M T{^=F ] Name: N=1.5
D
F0~A Refractive index (Re:): 1.5
&oAuh?kTq !QYqRH~ 5 Name: N=3.14
hmks\eb~ Refractive index (Re:): 3.14
ZZ4W?);; Ha;^U/0| 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
u< ):gI Name: ChannelPro_n=3.14
q~a6ES_lA 2D profile definition, Material: n=3.14
/*st, P$" TG'A'wXxy Name: ChannelPro_n=1.5
8p PAEf 2D profile definition, Material: n=1.5
^gNAGQYA '?q|7[SU 6．画出以下波导结构：
4 Jht{#IIG a. Linear waveguide 1
fLPB *y6 Label: linear1
\+
K
^G Start Horizontal offset: 0.0
rU (N@i% Start vertical offset: -0.75
;@Ls "+g End Horizontal offset: 8.5
u TO L End vertical offset: -0.75
Rg' 1 F Channel Thickness Tapering: Use Default
? -*_v// g Width: 1.5
{L3lQ8Z Depth: 0.0
rjfQ\W;}U Profile: ChannelPro_n=1.5
='YR ; x"*u98&3 b. Linear waveguide 2
E@t^IGD r Label: linear2
HHT K{X+ Start Horizontal offset: 0.5
) (y& U Start vertical offset: 0.05
`y
m^0x8 End Horizontal offset: 1.0
MX
qH End vertical offset: 0.05
*"4
OXyV Channel Thickness Tapering: Use Default
$Nnz |y Width: 0.1
R$NH [Tz Depth: 0.0
2v yB [( Profile: ChannelPro_n=3.14
*O+Yho R? w0VJt <e* 7.加入水平平面波：
L;>tuJY1 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
OyFBM>6gh Input field Transverse: Rectangular
+ d]} X Position: 0.5
irpO(>LK Direction: Negative Direction
tOS%.0W5J Label: InputPlane1
w#]%I+ 2D Transverse:
|fq1Mn8 Center Position: 4.5
fq _ 6xs Half width: 5.0
s +^YGB Titlitng Angle: 45
y~''r%] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
}kGJ)zh 图2.波导结构（未设置周期）
EzwYqw Z=4Krfn 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。
A'p"FYlCW 将Linear2代码段修改如下:
N mns 3 D Dim Linear2
YtE V8w_$ for m=1 to 8
,~%Qu~ \ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
r B)m{) Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
@UE0. R< Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
6 D@tCmmq Linear2.SetAttr "Depth", "0"
-Z)$].~|t Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
3]M
YH b Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
&KX|gB' Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
{ SJ=|L6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
qqLmjDv 0X~Dxs 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。
'BcxKqC 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!G Z2|~f9 p~DlZk" 设置仿真参数
X Oc0j9Oa 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
,m9Nd "6\ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
tbl!{Qwx TE simulation
TdG[b1xN
Mesh Delta X: 0.015
ycIT=AFYqd Mesh Delta Z: 0.015
_|x%M}O}, Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
w[UPoG #Uh 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;Hv#SRSz Number of Anisotropic PML layers: 15
{.DI[ @.g 其它参数保持默认
YLJH?=2@ 运行仿真
r mk'{" • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
_T<ney}Y< • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
+TfMj1Zx • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
z@{|Y;s Y6W3WPs( 远场分析
衍射波
Fu(e4E 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
6P3ezl@#; 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ZZ)bTLu 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
6^s]2mMfk 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)
0[x?Q[~S_0 图4.远场计算对话框
=3 }@\f# Wi'BX#xCB 5. 在远场对话框，设置以下参数：
M%1-fd Wavelength: 0.63
!D7 [R'RgY Refractive index: 1.5+0i
vFV->/u Angle Initial: -90.0
6oL-A tf Angle Final: 90.0
o>\j c Number of Steps: 721
vWXj 6} Distance: 100, 000*wavelength
fI t:eKHr Intensity
hS Q P
'6 b=Zg1SqV 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
4Q,HhqV' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
plv"/K JM 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
