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：
{X8F4 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
;@Ls "+g •光栅布局
模拟和后处理分析
IspY%UMl 布局layout
$S6AqUk$ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=:5yRP 图1.二维光栅布局
1!,lI?j, j# o0y5S 用VB脚本定义一个2D光栅布局
I2D<~xP~2+ ;c~6^s`2 步骤：
zX| CW; 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ij%\l d9kd 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 rW!P~yk Wafer Dimensions：
bp; ) * Length (mm): 8.5
o
D^], Width (mm): 3.0
:fo%)_Jc! ;Q-(tGd 2D wafer properties:
hO\_RhsRy? Wafer refractive index: Air
,sX a{U 3 点击 Profiles 与 Materials.
i v\?TAZC ,HR~oT^ 在“Materials”中加入以下
材料：
Gv3a<Knn4 Name: N=1.5
n B"q Refractive index (Re:): 1.5
P|c79 8!E$0^)c| Name: N=3.14
Fj -mo>" Refractive index (Re:): 3.14
91`biVZfA 0l{').!_ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
<(;"L<?D<C Name: ChannelPro_n=3.14
uB0/H=<H 2D profile definition, Material: n=3.14
[\eUCt F $d4eGL2S Name: ChannelPro_n=1.5
~%(r47n 2D profile definition, Material: n=1.5
(lT
H EiX *p p1U> , 6．画出以下波导结构：
|$^,e%bE a. Linear waveguide 1
r(0I>|u Label: linear1
} G_ i+ Start Horizontal offset: 0.0
$]!uX& Start vertical offset: -0.75
}yC ve End Horizontal offset: 8.5
.}% $l.#a End vertical offset: -0.75
8kX3.X` Channel Thickness Tapering: Use Default
d8/lEmv[ Width: 1.5
On d"Eq=r Depth: 0.0
:>;-uve8' Profile: ChannelPro_n=1.5
K-(, ,wS 0X~Dxs b. Linear waveguide 2
'BcxKqC Label: linear2
|l `X]dsfQ Start Horizontal offset: 0.5
D9+a"2|3< Start vertical offset: 0.05
i%D/@$\D6 End Horizontal offset: 1.0
,m9Nd "6\ End vertical offset: 0.05
tbl!{Qwx Channel Thickness Tapering: Use Default
TdG[b1xN
Width: 0.1
ycIT=AFYqd Depth: 0.0
_|x%M}O}, Profile: ChannelPro_n=3.14
_)ZAf% f? :Dw;RcZQ 7.加入水平平面波：
?7Y X @x Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?9
m3y0 Input field Transverse: Rectangular
(;+ JM*c2N X Position: 0.5
Y:ZI9JK? Direction: Negative Direction
m%'9 z L c Label: InputPlane1
lKxv
SyD 2D Transverse:
3JW Hyo Center Position: 4.5
MuO7_*q'n Half width: 5.0
Lb{~a_c Titlitng Angle: 45
2P"@=bYT " Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
p%G4Js. 图2.波导结构（未设置周期）
8pg?g'A~} w[n|Sauy, 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。
AW!|xA6'`: 将Linear2代码段修改如下:
+g@@|&B Dim Linear2
VABrw t for m=1 to 8
XK{`x< Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!c\s)&U7B Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
5MO:hE 5sm Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
A|c :&i Linear2.SetAttr "Depth", "0"
sO ~ N2 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
s"=e (ob Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
| ^^;v| Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
4qrP At Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
nZ$,Bjb `[C8i F*Y" 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Z : &"Ax 图3.光栅布局通过VB脚本生成
h, \^Sb5AP }$Q+x' 设置仿真参数
axxd W)+K 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
A!ba_14 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
=u YSZR TE simulation
Q{0-p Hr} Mesh Delta X: 0.015
9c} LG5 Mesh Delta Z: 0.015
? A 8Uf= Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ACU0 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
B@63=a* kG Number of Anisotropic PML layers: 15
nv2Y6e}dG 其它参数保持默认
| rq~.cA 运行仿真
Go^W\y
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
aGr(djD • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
6<(HT#=# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
P(VQ D>G qWy{{ A+ 远场分析
衍射波
~lzV=c$t 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
k(3 s^B 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
bsR^H5O@ 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
2Qc&6-;` 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)
'i%Azzv 图4.远场计算对话框
#O Jsu XaR( q2s 5. 在远场对话框，设置以下参数：
B b}JyT
Wavelength: 0.63
7Aq4YjbX Refractive index: 1.5+0i
XqyfeY5t Angle Initial: -90.0
L&Qdb xn Angle Final: 90.0
_ _-rP Number of Steps: 721
YM1tP'4j@ Distance: 100, 000*wavelength
BYhPOg[ Intensity
g5M-Vu o//N"S.) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
tZk@ RX 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7 G~MqnO| 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
