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：
WJWrLu92\U •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Hqk2W*UTl •光栅布局
模拟和后处理分析
xYq8\9Qb 布局layout
|m% &Qb 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
rkrt.B 图1.二维光栅布局
:1I ,:L PsVA>Q,4!. 用VB脚本定义一个2D光栅布局
- =Hr|AhE }HzZj;O^2> 步骤：
X,b } d#\ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-$r fu 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 +oa]v1/W Wafer Dimensions：
I <7K^j+5: Length (mm): 8.5
_nt% & f Width (mm): 3.0
\`^jl 3ml|`S 2D wafer properties:
2t'&7>Ys{ Wafer refractive index: Air
w>e OERZa 3 点击 Profiles 与 Materials.
;-F#a+2]! , /pE*Yk 在“Materials”中加入以下
材料：
&N#)(rQ1 Name: N=1.5
@ NF8 ?>! Refractive index (Re:): 1.5
FWj~b n =W6P>r_ Name: N=3.14
YY9q'x,w Refractive index (Re:): 3.14
w;:,W@K b({2|R 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
-p 1arA Name: ChannelPro_n=3.14
#'[ f^xgJ 2D profile definition, Material: n=3.14
N=kACEo BBDOjhik Name: ChannelPro_n=1.5
Y+N87C< 2D profile definition, Material: n=1.5
>3JOQ;:d8 Q'N<jX[ 6．画出以下波导结构：
W$ &Q.Z a. Linear waveguide 1
1VeCAx[e Label: linear1
s}.nh>Q Start Horizontal offset: 0.0
(]JJ?aAF Start vertical offset: -0.75
er_aol e End Horizontal offset: 8.5
_ n>0! End vertical offset: -0.75
z<ek?0?yS Channel Thickness Tapering: Use Default
CNwhH)* Width: 1.5
FR&RIFy Depth: 0.0
` 4o;Lz~ Profile: ChannelPro_n=1.5
Vo\d&}Q * PZ=$>r b. Linear waveguide 2
ZE9*i} r
Label: linear2
4D NZ y2` Start Horizontal offset: 0.5
k$h WR ;U Start vertical offset: 0.05
1)%o:Xy o End Horizontal offset: 1.0
%l,Xt"nS# End vertical offset: 0.05
\ l:n Channel Thickness Tapering: Use Default
BdceINI Width: 0.1
4]cOTXk9C Depth: 0.0
T]:5y_4?[ Profile: ChannelPro_n=3.14
?vhW`LXNB qAU]}E t/ 7.加入水平平面波：
0-5:"SN' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
w9 N Um Input field Transverse: Rectangular
mr*zl * X Position: 0.5
.RT5sj \d Direction: Negative Direction
Mfgd;FsX# Label: InputPlane1
wiutUb
Y 2D Transverse:
a+X X?uN{ Center Position: 4.5
FGZOn5U6' Half width: 5.0
kqy Y:J Titlitng Angle: 45
<"t >! I Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
/5o~$ S 图2.波导结构（未设置周期）
, e;(\t: ]@'Y lPU 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。
ThHK1{87X} 将Linear2代码段修改如下:
<mpkkCl, Dim Linear2
#bGt%*Re p for m=1 to 8
4Iz~3fqB7 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
y :457R2F Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
nJ6bC^*)U Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
KQEn C`Nz Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Oh|Hy/&6W Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
YS;Q l\4 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
3 D\ I#g Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
#t;@x_2yD\ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
:#+VH_%N #wt# -U; 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。
(pAGS{ { 图3.光栅布局通过VB脚本生成
R7vO,kZ6Q {
c]y<q 设置仿真参数
r=u>TA$ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
p0[
%+n% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Q q>M} TE simulation
'b% S 3)} Mesh Delta X: 0.015
_%Jqyc"- Mesh Delta Z: 0.015
ZMoN Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Yf<6[(6 O 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
]M#_o] Number of Anisotropic PML layers: 15
D/{hLp{ 其它参数保持默认
=lA*?'kd 运行仿真
|s=)*DZv • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
RP!X 5 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
)nQA) uz • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
QF
Vy2 q 9*U3uyPi 远场分析
衍射波
9 F @ Q 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Ar,B7-F! 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ZXlW_CGO 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
]gx]7 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)
Dz3=ksXZ
图4.远场计算对话框
3%p^>D \ %i 6i.TF 5. 在远场对话框，设置以下参数：
ha&2V= Wavelength: 0.63
\c (R#*0, Refractive index: 1.5+0i
oF7o"NHaWa Angle Initial: -90.0
<xv@us7 Angle Final: 90.0
R9xhO! Number of Steps: 721
8 6y )+h` Distance: 100, 000*wavelength
{ )= h Intensity
jbZ%Y0km% $q%r}Cdg 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Y)lY EhF 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
x/7kcj!O 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
