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：
(Q][d+} / •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
|7E1yu •光栅布局
模拟和后处理分析
3q$"`w 布局layout
<sC. 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
De:| T8& 图1.二维光栅布局
~_hn{Ou s L[.RV*sL 用VB脚本定义一个2D光栅布局
20k@!BNq ^@ n?& 步骤：
bZz B\FB~ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
~{gV`nm=J 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xa|/P# q Wafer Dimensions：
w4\ g]\ Length (mm): 8.5
j21nh > d Width (mm): 3.0
,7w[r<7 4l pkq 2D wafer properties:
dG*2-v^G Wafer refractive index: Air
&!
MV !9$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
md`"zV 8k
-l`O~ 在“Materials”中加入以下
材料：
V /,F6
Name: N=1.5
3=xN)j#B Refractive index (Re:): 1.5
?*2Uw{~} 8 UN7(J Name: N=3.14
q, XRb Refractive index (Re:): 3.14
jxNnrIA 0}iND$6@a 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
KO5! (vi@ Name: ChannelPro_n=3.14
$@Kwsoh' 2D profile definition, Material: n=3.14
`78) |a*R. 7,&M6<~ Name: ChannelPro_n=1.5
UbSAyf 2D profile definition, Material: n=1.5
UKBaGX:v t*{BN>B 6．画出以下波导结构：
E\dJb}"x % a. Linear waveguide 1
A/w7 ( Label: linear1
,"EgYd8-' Start Horizontal offset: 0.0
1/% g
VB8 Start vertical offset: -0.75
lzup! `g End Horizontal offset: 8.5
=E10j.r End vertical offset: -0.75
$`Hb - Channel Thickness Tapering: Use Default
m6^n 8% Width: 1.5
7 8-D/WY/X Depth: 0.0
2u?k;"]V Profile: ChannelPro_n=1.5
q}0xQjpo K \_JG $(9 b. Linear waveguide 2
U UaC@Rs2 Label: linear2
oVYW '~OID Start Horizontal offset: 0.5
s(MLBV5)w Start vertical offset: 0.05
C)xM>M_CB End Horizontal offset: 1.0
rf]'V Jg#3 End vertical offset: 0.05
TZYz`l+v Channel Thickness Tapering: Use Default
$PE{}`#g Width: 0.1
sxFkpf_h Depth: 0.0
2{fPQQ ;# Profile: ChannelPro_n=3.14
~s4o1^6L }10ZPaHjl+ 7.加入水平平面波：
nYbI =_- Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
W2W4w Input field Transverse: Rectangular
;;? Zd X Position: 0.5
G~N$bF^R) Direction: Negative Direction
1DT}_0{0Q Label: InputPlane1
=!{
E!3>*D 2D Transverse:
|VxO ,[~ Center Position: 4.5
9qXKHro Half width: 5.0
LOf)D7T Titlitng Angle: 45
(D1 $ & Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
$++SF)G1]_ 图2.波导结构（未设置周期）
ipdGAG eUeOyC 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
MWZH-aA(. 将Linear2代码段修改如下:
dD.;P=AP Dim Linear2
aq-R#q for m=1 to 8
g\ q*,1
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
U,2H) {l/ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Lx#CFrLQ* Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
"ukiuCfVuW Linear2.SetAttr "Depth", "0"
nkii0YB! Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
?f'iS#XL Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
# 9FY ;~ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7ts`uI<E@7 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
j'M=+ :j} 4F 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
|h(05Kbk 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.qAlPe L: @=G6fW: 设置仿真参数
Hu-Y[~9^L: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
kK&M>)&o# 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Y `ySNC TE simulation
(dgBI}Za Mesh Delta X: 0.015
tX@G`Mr( Mesh Delta Z: 0.015
5eJMu=UpR Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ilr'<5 rq 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
i}E&mv' Number of Anisotropic PML layers: 15
b"7L
;J5| 其它参数保持默认
P 'Diie 运行仿真
n1J; )VyR • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
TQ&1!~L* • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
5g\>x;cc • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
nC 2e^=^ zP n 2 远场分析
衍射波
)Lb?ZXT3 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
fv+t%,++: 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
7+;$_,Xo< 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
vtu!* 7m 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)
L=# nnj- 图4.远场计算对话框
8o%g2 P9. 7*I:cga 5. 在远场对话框，设置以下参数：
.mwB'Ll Wavelength: 0.63
8K@>BFk1. Refractive index: 1.5+0i
= %Z5"] ; Angle Initial: -90.0
poU1Q#+4p* Angle Final: 90.0
DqN<bu2 Number of Steps: 721
0Q4i<4 XW Distance: 100, 000*wavelength
> Sc/E}3 Intensity
AJ "a tQ7:4 ._ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
2m{d> 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-|g9__|@ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
