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：
i (`Q{l •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Ya} }a •光栅布局
模拟和后处理分析
R5xV_; wD 布局layout
'$[a-)4 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
o$ #q/L 图1.二维光栅布局
yQ !keGj ]GDjR'[z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
:1;"{=Yx} a1EQ.u
步骤：
\hdil`{> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
l=L( pS3 ~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 :` c@&W F8 Wafer Dimensions：
jW{bP_," Length (mm): 8.5
xwj{4fzpk{ Width (mm): 3.0
+U iJWO !DD4Bqez 2D wafer properties:
`O!yt Wafer refractive index: Air
`Ue5;<K-/ 3 点击 Profiles 与 Materials.
)2
b-3lz B>[myx 在“Materials”中加入以下
材料：
EHfB9%O7y Name: N=1.5
DT_ %Rz~< Refractive index (Re:): 1.5
iu$Y0.H@ >vXS6`; Name: N=3.14
^O}J',Fm%f Refractive index (Re:): 3.14
pb G5y7 X`fm5y 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4 %4Yqx ) Name: ChannelPro_n=3.14
k"6v& O 2D profile definition, Material: n=3.14
CF
v ]wS t^2$ ent Name: ChannelPro_n=1.5
Gzwb< e
y 2D profile definition, Material: n=1.5
|v<4= /. DQ&\k'"\ 6．画出以下波导结构：
! %B-y 9\ a. Linear waveguide 1
\Y`psSf+ Label: linear1
qTN30(x2 Start Horizontal offset: 0.0
s#(7D3Pr# Start vertical offset: -0.75
ENI|e,'[ End Horizontal offset: 8.5
)-h{ 0o End vertical offset: -0.75
]=59_bkD:s Channel Thickness Tapering: Use Default
9i
D&y)$" Width: 1.5
E(&zH;?_ Depth: 0.0
[[xnp;-; Profile: ChannelPro_n=1.5
h>p,r\X ],vi d1E b. Linear waveguide 2
V{ ~~8b1E Label: linear2
_#uRKy<`N Start Horizontal offset: 0.5
HBs
6:[q Start vertical offset: 0.05
93 ggCOaYA End Horizontal offset: 1.0
BqM[{Kv End vertical offset: 0.05
W@i|=xS? Channel Thickness Tapering: Use Default
)<Mo. Width: 0.1
m>?|*a , Depth: 0.0
{:KPEN Profile: ChannelPro_n=3.14
foB&H;A4oC x k3)#* 7.加入水平平面波：
K9 2M9=> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
~f( #S*Ic Input field Transverse: Rectangular
P.(z)!] X Position: 0.5
KuEM~Q= Direction: Negative Direction
Z_7TD) Label: InputPlane1
9$} > O] 2D Transverse:
b@sq}8YD|z Center Position: 4.5
+UX}
"m~W Half width: 5.0
~}SQLYy7Z Titlitng Angle: 45
= )4bf"~8 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
wUfPnAD.' 图2.波导结构（未设置周期）
c(Fo-4K ]\]mwvLT 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。
%eGD1.R 将Linear2代码段修改如下:
&B++ "f Dim Linear2
[?(q hp! for m=1 to 8
j 20m Z Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
*Wcq'S Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[4@@b"H Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
07:h4beT Linear2.SetAttr "Depth", "0"
B B^81{A Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
W)Y:2P<. Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
)b pdj, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
J7~Kjl Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
KXUJ*l -5 sDu &9+ 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。
|uX&T `7?- 图3.光栅布局通过VB脚本生成
v+dT7* ^@ 23opaX5V= 设置仿真参数
5bsv05=e 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
T b*Q4:r" 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
2uMSeSx$ TE simulation
A2I qn5 Mesh Delta X: 0.015
. TNJuuO Mesh Delta Z: 0.015
I;9DG8C&v* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
#vViEBV eN 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Jq+@%#G Number of Anisotropic PML layers: 15
Z'm( M[2K 其它参数保持默认
f9'dZ}B 运行仿真
%;J$ h^ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
ZB5NTNf> • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
h*sL' fJ] • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
5j _[z|W2 w"A>mEex< 远场分析
衍射波
=H^~"16 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
5z"
X>!?^ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
dQ #oY|a 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
1J&hm[3[K 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)
0,iG9D 7 图4.远场计算对话框
Qr?(2t# 7'@~TM 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ju.T.)H Wavelength: 0.63
lH"VLO2l Refractive index: 1.5+0i
uiWo<}t}{ Angle Initial: -90.0
SW Hi iF@ Angle Final: 90.0
:K!L-*>A9 Number of Steps: 721
KnK\X>: Distance: 100, 000*wavelength
b'RBel;W Intensity
3v)``
n@ ?Uhjyi 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
t /lU* 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
yW i?2
图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
