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：
@ ! #e\tx •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
afEa@et' •光栅布局
模拟和后处理分析
~?Q sr 布局layout
Z4j6z>q E 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
,S8 K! 图1.二维光栅布局
a:h<M^n049 | p11 Jt[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
/U~|B.z@6 %BqaVOKJ"f 步骤：
qLN^9PdEE 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
'$K E= Jy 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 kmI0V[Y Wafer Dimensions：
Sq o+cZ Length (mm): 8.5
}]?Si6_ZZ Width (mm): 3.0
O !L`0
=%c &NE e-cb[ 2D wafer properties:
p\6cpf Wafer refractive index: Air
d2
^}ooE 3 点击 Profiles 与 Materials.
RgE`H r 24mdhT| 在“Materials”中加入以下
材料：
Ykbg5Z Name: N=1.5
^URCnJ67Se Refractive index (Re:): 1.5
2ej7Ql_@c kIrrbD Name: N=3.14
g*| j+ <:7 Refractive index (Re:): 3.14
5Wt){rG0Z f- = \qSo 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
m7 =$*1k Name: ChannelPro_n=3.14
iTVe8eI 2D profile definition, Material: n=3.14
`&$8/_` qt GJJ#^, Name: ChannelPro_n=1.5
;SR ESW 2D profile definition, Material: n=1.5
y}Ky<%A!P <#63tN9 6．画出以下波导结构：
EP;/[ O a. Linear waveguide 1
XZ
rI w Label: linear1
L"L3n,%F Start Horizontal offset: 0.0
N0U/u'J!g Start vertical offset: -0.75
l^B.iB End Horizontal offset: 8.5
z`y9<+ End vertical offset: -0.75
CUA @CZ6{ Channel Thickness Tapering: Use Default
+Q*`kg ' Width: 1.5
15$xa_w}L
Depth: 0.0
T) C@6/ Profile: ChannelPro_n=1.5
.p`4> XA %B3~t> b. Linear waveguide 2
R;& >PFmq Label: linear2
H#- 3 Start Horizontal offset: 0.5
KWwtL"3 Start vertical offset: 0.05
Hh<H~s [ End Horizontal offset: 1.0
r );R/)& End vertical offset: 0.05
t<%0 eu| Channel Thickness Tapering: Use Default
uGKjZi Width: 0.1
(z?Hyx RT Depth: 0.0
>%JPgr/
8 Profile: ChannelPro_n=3.14
&dtk&P{ |Td+,>, 7.加入水平平面波：
E$d3+`` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
R{hX--|j Input field Transverse: Rectangular
L\yVE
J9x X Position: 0.5
`S& a.k Direction: Negative Direction
l/$GF|`U Label: InputPlane1
z*Sm5i&)_q 2D Transverse:
b ^Hr zn Center Position: 4.5
[;E%o^/^ Half width: 5.0
vG&>- Z Titlitng Angle: 45
W<Uu.Y{sG Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
FR(W.5[ 图2.波导结构（未设置周期）
C2LPLquD+
BT_]=\zi 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。
- F[8 ZiZ 将Linear2代码段修改如下:
N&8TG Dim Linear2
KuNLu31% for m=1 to 8
r^9l/H~ $ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!`ol&QQ# Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
! \] ^c Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
WlL(NrVA@@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
` s}* Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
N gNGq\! Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
3 f|}p{3 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
L
aTcBcI Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
-luQbGcT3 ! VwU=5 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。
+^I0> \ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
;!yK~OBxt &|SWy
2 N 设置仿真参数
!U`&a=k 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
0SpB 2>_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
}A 9#3Y|F TE simulation
jiI=tg; Mesh Delta X: 0.015
LS@TTiN
Mesh Delta Z: 0.015
` X c7b Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
:XKYfc_y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Z0|5VLk,<{ Number of Anisotropic PML layers: 15
,(jJOFf 其它参数保持默认
01bC P 运行仿真
~f QrH %@ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
$CcjuPsK • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<,.$U\W • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
9t! d.} AbU`wr/h 4 远场分析
衍射波
Iil2R }1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Xz]l#w4 Pp 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Jcw^ Z, 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
eg mUUuO 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)
W5j wD 图4.远场计算对话框
YMGy-]!o .j6udiv5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
G T>'|~e Wavelength: 0.63
wG3 L+[, Refractive index: 1.5+0i
UG 1<Xfu| Angle Initial: -90.0
z*3b2nV Angle Final: 90.0
2w>%-_]u+ Number of Steps: 721
Khq\ @`RaT Distance: 100, 000*wavelength
s|YH_1r Intensity
vrn4yHoZ SA, ~q& 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'2,~ 'Zk 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
/4{WT ?j 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
