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：
/^sk y! •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
)wNcz~
Y •光栅布局
模拟和后处理分析
'B wv-J 布局layout
e0UL r!p 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~7>D>!! 图1.二维光栅布局
ugzrG0=lx 2 GxkOch 用VB脚本定义一个2D光栅布局
lS G]{ %+iAL<S 步骤：
E 1D0 un 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
1<;VD0XX 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 oV'G67 W Wafer Dimensions：
L./{^) Length (mm): 8.5
^R b*mI Width (mm): 3.0
Om(Ir&0 qH(H csgD 2D wafer properties:
ZkryoIQ%= Wafer refractive index: Air
$kBcnk 3 点击 Profiles 与 Materials.
tu' s]3RE 8osP$"/o 在“Materials”中加入以下
材料：
v Q 51-.g Name: N=1.5
o]D YS,v Refractive index (Re:): 1.5
5><T#0W? o8X? 1 Name: N=3.14
FE dFGT Refractive index (Re:): 3.14
\U>|^$4 #5 ?4#UW7I 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
>U)>~SQf Name: ChannelPro_n=3.14
Zi}j f25 2D profile definition, Material: n=3.14
ue*o>iohB "fC>]iA8I Name: ChannelPro_n=1.5
LKBh{X0%( 2D profile definition, Material: n=1.5
c{j)beaS :{9HsF"h0 6．画出以下波导结构：
av bup a. Linear waveguide 1
F#^/=AR' Label: linear1
1&RB=7.h Start Horizontal offset: 0.0
S 3s6 Start vertical offset: -0.75
M'VJE|+t End Horizontal offset: 8.5
Fl!D2jnN End vertical offset: -0.75
e>x+ Xj1 Channel Thickness Tapering: Use Default
tgj 5l#P Width: 1.5
3Ww 37V>h Depth: 0.0
>T)tAZ? WK Profile: ChannelPro_n=1.5
Q <ulh s QjKh#sU& b. Linear waveguide 2
2(5/#$t Label: linear2
ux~=}{tz Start Horizontal offset: 0.5
49ehj1Se Start vertical offset: 0.05
[X7gP4 End Horizontal offset: 1.0
A
b+qLh&? End vertical offset: 0.05
mqbCa6>_S Channel Thickness Tapering: Use Default
dL~^C I Width: 0.1
[?bq4u` Depth: 0.0
@hwNM#>` Profile: ChannelPro_n=3.14
0mNL!" Vjd(Z 7.加入水平平面波：
sR^b_/ElxT Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Z3U%Afl2{ Input field Transverse: Rectangular
=@c;%x X Position: 0.5
4dy !2KZN Direction: Negative Direction
Wt.['`c< Label: InputPlane1
bB)$=7\ 2D Transverse:
> Edsanx Center Position: 4.5
RXw1HRR$V Half width: 5.0
jX0^1d@ Titlitng Angle: 45
y
t7 >, Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
1'P4{T0 [ 图2.波导结构（未设置周期）
2Bi?^kQ# (*kKfg4Wj 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。
JXH f$k 将Linear2代码段修改如下:
jrpki<D Dim Linear2
4C )sjk?m for m=1 to 8
8@b`a]lgrd Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
m6'9Id-:L Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
CM7NdK?I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ttls.~DG Linear2.SetAttr "Depth", "0"
- 3 S b%V\ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ky&wv+7
Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
%`~+^{Wp Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t|s(V-Wq Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
V5p^]To! j7$xHnV4 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。
XMz*}B6GQ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
X"9N < )C 6"NtVfui 设置仿真参数
*>2e4j] 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
5V~vND*
s 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ex^ 9 l b TE simulation
|~#A ?mK- Mesh Delta X: 0.015
"G ,,:H9v Mesh Delta Z: 0.015
VLVDi >0i Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
2.N)N%@ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
It<VjN9
Number of Anisotropic PML layers: 15
a 4 7e 其它参数保持默认
y^[t3XA6Q 运行仿真
vz|(KN[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
p1hF. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
V7`vLs- • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[-i&)eX X&h?1lMJ / 远场分析
衍射波
T 1R~^x1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
We\i0zUU 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
cLRz m9 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
3ZI:EZ5 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)
.5AFAGv_c 图4.远场计算对话框
hS*&p0YV~M KFRf5^ % 5. 在远场对话框，设置以下参数：
*]}F=dtR k Wavelength: 0.63
X
@pm !c# Refractive index: 1.5+0i
54B`T/>R:E Angle Initial: -90.0
+>%51#2.Q Angle Final: 90.0
6 !?]
( Number of Steps: 721
KhP_ U{)D Distance: 100, 000*wavelength
4[&&E7]EX Intensity
WW+ F9~S p Q!lY 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Lb? q5_ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[La}h2gz 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
