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：
}yC ve •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
j<4J_wE •光栅布局
模拟和后处理分析
E.t9F3 布局layout
8&f}GdZh 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
yUqvF6+26 图1.二维光栅布局
pu,/GBG_ FK ;\Nce& 用VB脚本定义一个2D光栅布局
JaiYVx( 4f'WF5S/}8 步骤：
+ .mIC:9 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
)
^!oM 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 7 8Nli/ U Wafer Dimensions：
m},nKsO Length (mm): 8.5
`yNNpSdS1 Width (mm): 3.0
m RxL%! L*11hyyk 2D wafer properties:
k-Le)8+b Wafer refractive index: Air
&X9#{:l= 3 点击 Profiles 与 Materials.
Y+F$]!hw [p_R?2uT 在“Materials”中加入以下
材料：
aG?'F`UQ Name: N=1.5
wwmMpK}f Refractive index (Re:): 1.5
Y[X5S{H`wj G]=U=9ZI Name: N=3.14
! nU Refractive index (Re:): 3.14
2P"@=bYT " p%G4Js. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
fZ 1 7 Name: ChannelPro_n=3.14
#<MLW4P 2D profile definition, Material: n=3.14
AW!|xA6'`: +g@@|&B Name: ChannelPro_n=1.5
VABrw t 2D profile definition, Material: n=1.5
2u~0B +)K/ N"2P&Ho] 6．画出以下波导结构：
,iB)8Km@U a. Linear waveguide 1
P)tX U Label: linear1
sO ~ N2 Start Horizontal offset: 0.0
s"=e (ob Start vertical offset: -0.75
| ^^;v| End Horizontal offset: 8.5
4qrP At End vertical offset: -0.75
nZ$,Bjb Channel Thickness Tapering: Use Default
tQF7{F-} Width: 1.5
Z : &"Ax Depth: 0.0
/1gKc}rB2 Profile: ChannelPro_n=1.5
<xOpm8 , .x5 b. Linear waveguide 2
^{zwIH2I] Label: linear2
Fx/9T2%= Start Horizontal offset: 0.5
"mSDL:$ Start vertical offset: 0.05
LGgEq - End Horizontal offset: 1.0
#Z"N\4 9 End vertical offset: 0.05
ACU0 Channel Thickness Tapering: Use Default
B@63=a* kG Width: 0.1
nv2Y6e}dG Depth: 0.0
| rq~.cA Profile: ChannelPro_n=3.14
u> %r( +wY3E*hU 7.加入水平平面波：
_( 0!bUs> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
w( k7nGU] Input field Transverse: Rectangular
CDO _A \ X Position: 0.5
>hRYsWbmg Direction: Negative Direction
uY5f mM9 Label: InputPlane1
VVYQIR]!yk 2D Transverse:
SrN0f0 Center Position: 4.5
13}=;4O Half width: 5.0
3r%I * Titlitng Angle: 45
'N,x=1R5 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\I/l6H>o3 图2.波导结构（未设置周期）
+0^ N# 0) o{ f n} 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。
+VAfT\G 2 将Linear2代码段修改如下:
R
=mawmQ2 Dim Linear2
c_kxjzA# for m=1 to 8
Y=vA ;BE]R Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
]W5s!T_ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
tJ&S&[} Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Zdr
+{- Linear2.SetAttr "Depth", "0"
[A
yq%MA Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
h} g _;k5R Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
?F(t`0= Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
,Uc\
A jx Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
$ B2*
x$ !MTm4Ls 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。
o5BOe1_Pw 图3.光栅布局通过VB脚本生成
[77]0V7 .^,fw=T|1 设置仿真参数
E-E+/.A 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
E$ F )z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
.: 87B= TE simulation
p !hewtb5 Mesh Delta X: 0.015
QEQ8gfN9> Mesh Delta Z: 0.015
f2uog$H k Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
F2z^7n.S 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
(x &#>5 Number of Anisotropic PML layers: 15
G \*`EM4 其它参数保持默认
FK
}x *d 运行仿真
["Z]K'?P • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
l.;y`cs • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
\X
Nb 9- • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
v~L } : FT[wa- b 远场分析
衍射波
)WwysGkqol 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
3P^eD:)
w 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
U 87VaUr 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
Qk Gr{ 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)
#U"\v7C{n 图4.远场计算对话框
^ }U{O A /n@_Ihx 5. 在远场对话框，设置以下参数：
87YT;Z;U& Wavelength: 0.63
ENA8o}n Refractive index: 1.5+0i
q>]v~ Angle Initial: -90.0
>J.a, ! Angle Final: 90.0
C]A*B Number of Steps: 721
bxrByu~| 1 Distance: 100, 000*wavelength
X
H{5E4P Intensity
PM [6U# K*7*` 6iU 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
V=3NIw18 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Ep OVrk 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
