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：
myB!\ WY
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
H$&P=\8n •光栅布局
模拟和后处理分析
; d} 布局layout
Q}#H|@ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
M|>- q 图1.二维光栅布局
RP wP4 Z +R31YR8C0 用VB脚本定义一个2D光栅布局
uJ,I6P~9 B_%O6 步骤：
o7g6*hJz 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
tgu
fU 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 EtcX zq>w Wafer Dimensions：
XP6 5 Length (mm): 8.5
U9R pHh` Width (mm): 3.0
GU)NZ[e q,j` _
R4 2D wafer properties:
V F9-&HuC Wafer refractive index: Air
|>nVp:t^ 3 点击 Profiles 与 Materials.
bvo
}b-]E zrur-i$N+ 在“Materials”中加入以下
材料：
iLFhm4.PO Name: N=1.5
9K{0x7~ Refractive index (Re:): 1.5
8V:yOq10 3.
g-V
Name: N=3.14
dJZ
9mP!d Refractive index (Re:): 3.14
kC+dQ&@g{ . eDI ZX 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
]&L[] Name: ChannelPro_n=3.14
$EuI2.o 2D profile definition, Material: n=3.14
U,$^| Iz i(<do "Am< Name: ChannelPro_n=1.5
q.RW_t~ 2D profile definition, Material: n=1.5
,A n*w_ _ "[O=h: 6．画出以下波导结构：
bC]GL$ph9* a. Linear waveguide 1
MbC&u:@ "v Label: linear1
$e![^I]` Start Horizontal offset: 0.0
e+ O0l Start vertical offset: -0.75
HoKN<w End Horizontal offset: 8.5
oJEjg>%n End vertical offset: -0.75
m2Q#ATLW Channel Thickness Tapering: Use Default
C$EvcF % 1 Width: 1.5
C)Hb= Depth: 0.0
tP ho4,x$ Profile: ChannelPro_n=1.5
XZ&q5 ]PJI `LCxxpHi| b. Linear waveguide 2
NU|T`gP Label: linear2
x BMhk9b^0 Start Horizontal offset: 0.5
M7n|Z{?( Start vertical offset: 0.05
:+|os" End Horizontal offset: 1.0
<rF Y$
?x End vertical offset: 0.05
c- ^\YSDMN Channel Thickness Tapering: Use Default
uCpk1d Width: 0.1
Z(- @8=0 Depth: 0.0
[z`m` 9Aq Profile: ChannelPro_n=3.14
m. N/g, u-E* _% y 7.加入水平平面波：
b 7bbrR8 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
NFcMh+qnK Input field Transverse: Rectangular
v Zpt}u X Position: 0.5
^ $t7p
1 Direction: Negative Direction
$mG&4Y Label: InputPlane1
c)fTI,.$ 2D Transverse:
#x|h@(y| Center Position: 4.5
I-
X|- Half width: 5.0
!B{N:?r Titlitng Angle: 45
NbnuQPb' Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"J%/xj 图2.波导结构（未设置周期）
3pKr
{U92 w/HGmVa 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。
n/5)}( }K 将Linear2代码段修改如下:
B? r [| Dim Linear2
Awad!_VdHS for m=1 to 8
/Hl]$ sJY Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
P:y M j&) Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
<<P&
MObqj Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Yxt`Uvc(^h Linear2.SetAttr "Depth", "0"
+9mnxU> Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
/a$RJ6 t&3 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
)0JXUC e Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
'WG%O7s. Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
:jq 9RoN,e8! 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
g2WDa'{L 图3.光栅布局通过VB脚本生成
=?f\o*J) 7u Q-:n 设置仿真参数
?qt>;o|Ue 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
jnuovM!x~ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
6
2r%q^r`i TE simulation
#Xc6bA & Mesh Delta X: 0.015
GJY7vS ^# Mesh Delta Z: 0.015
J34lu{'if Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
\P_1@sH= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
9ci=]C5o3K Number of Anisotropic PML layers: 15
T&=1I oOg 其它参数保持默认
D@(Y.&_ 运行仿真
FXPw 5 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
n^ ;:V8k • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Ii,L j1Q • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
%<q l Q2)z1'Wv 远场分析
衍射波
]kuMzTH 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
F~dq7 AS 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
nJ `JF5tI 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
sSC yjS'T 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
2rq)U+ 图4.远场计算对话框
MeqW/!72$L sW B;?7P
5. 在远场对话框，设置以下参数：
s:UQ~p}"S Wavelength: 0.63
!tT$}? Ano Refractive index: 1.5+0i
(ROurq" Angle Initial: -90.0
>uuP@j Angle Final: 90.0
RbJ,J)C> Number of Steps: 721
42?X)n> Distance: 100, 000*wavelength
I% 43rdoPe Intensity
VrA9}"1x~* 9Kw4K#IqQ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_W4i?Bde 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Oc;0*v[I 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
