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：
G8oOFBQD •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Vg4N7i •光栅布局
模拟和后处理分析
{e8.E<f- 布局layout
8 CKI9 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
"# mr?h_ 图1.二维光栅布局
[Y]\sF;J x+7jJ=F 用VB脚本定义一个2D光栅布局
' |i<?]U 7*r7Q ' 步骤：
YT pO4bX 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
J Covk1 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 "(rG5z3P Wafer Dimensions：
"+V.Yue`R Length (mm): 8.5
pTlNJ!U> Width (mm): 3.0
[MKL>\U W[R o) 2D wafer properties:
BHw/~H d4 Wafer refractive index: Air
@(:M?AO9S. 3 点击 Profiles 与 Materials.
z@3t>k|K %g4G&My@J 在“Materials”中加入以下
材料：
hqVFb.6[ Name: N=1.5
iWZrZ5l Refractive index (Re:): 1.5
cmv&!Egd F+!K9( `| Name: N=3.14
\j]i"LpWb Refractive index (Re:): 3.14
bm_'giQ: 4b B)t# 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
OXuBtW*,z+ Name: ChannelPro_n=3.14
Rj9YAW$ 2D profile definition, Material: n=3.14
R b~ NX
U1t 7XZ3e Name: ChannelPro_n=1.5
0;j)rmt 2D profile definition, Material: n=1.5
@exeHcW 61 *94<rlh{"
6．画出以下波导结构：
W"_")V=QBz a. Linear waveguide 1
xFt[:G`\}u Label: linear1
c1?_L( Start Horizontal offset: 0.0
E
hR Od Start vertical offset: -0.75
p ] V End Horizontal offset: 8.5
%(,Kj
~0 End vertical offset: -0.75
;{79d8/= Channel Thickness Tapering: Use Default
#%x zy@` Width: 1.5
wtCz%!OYB Depth: 0.0
>'^Tp7\ Profile: ChannelPro_n=1.5
Pvq74?an` 9"3 7va b. Linear waveguide 2
db%o3>>e Label: linear2
w]hs1vch Start Horizontal offset: 0.5
]C D Start vertical offset: 0.05
FabzP_<b End Horizontal offset: 1.0
0Z{f! MOh End vertical offset: 0.05
@Q;%h b Channel Thickness Tapering: Use Default
F/FUKXxx Width: 0.1
0L_ JP9e Depth: 0.0
>TT4;p h Profile: ChannelPro_n=3.14
g?.ls{H x roo_ 7.加入水平平面波：
XrY\ot`,D Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
KErQCBeJ Input field Transverse: Rectangular
WleE$ , X Position: 0.5
*UVo>; Direction: Negative Direction
r%*,pN7O Label: InputPlane1
@7Oqp- 2D Transverse:
E)l0`83~^ Center Position: 4.5
YL_M=h>P Half width: 5.0
_yi`relcq- Titlitng Angle: 45
5\MCk "R! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ToWiXH)4 图2.波导结构（未设置周期）
038|>l-9[ 6ge, 2[PU 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。
+>b~nK>M 将Linear2代码段修改如下:
e5 /f%4YX Dim Linear2
nKI]f`P7 for m=1 to 8
[&e|:1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
_?"P<3/iF Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
1 !N+hf Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
3mI(5~4A]? Linear2.SetAttr "Depth", "0"
OIpkXM Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
$l05VZ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
TYv'#{ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
@]v}& j7 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Wt|IKCx T I^W=5W@@ 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。
v?Z30?_&h 图3.光栅布局通过VB脚本生成
cR'l\iv+ i2]7Bf)oV 设置仿真参数
}HB>Zb5 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
]_!5g3VQh 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
z l?Gd4 TE simulation
87; E#2 Mesh Delta X: 0.015
gEghDO_G Mesh Delta Z: 0.015
kiYHJ\a Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
-| 0nZ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
vO>Fj Number of Anisotropic PML layers: 15
"DN0|%`M/ 其它参数保持默认
6_Ps*Ed 运行仿真
Gw!VPFV>W • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ENZjRf4 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
=E 6ND8l@2 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<v&L90+s\; 2/Xro rV 远场分析
衍射波
I5#KLZVg 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\wMqVRPoQ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
~e|RVY, 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
|2<y 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)
WP5 cC @x 图4.远场计算对话框
|/^ KFY" G >siyUh 5. 在远场对话框，设置以下参数：
?3[Gh9g` Wavelength: 0.63
@c;XwU]2t Refractive index: 1.5+0i
l k~VvRq Angle Initial: -90.0
@477| LO Angle Final: 90.0
v2w|?26L f Number of Steps: 721
# :B14E Distance: 100, 000*wavelength
!4.VK-a9V% Intensity
6 zbqv 6 6d7E@}< 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
azhilUD8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
KgD sqwy 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
