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：
A#:
c •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
MlE~ gCD •光栅布局
模拟和后处理分析
,
~X;M"U 布局layout
?/MXcI( 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
)d u{ZWr 图1.二维光栅布局
Ue:T3jp 3% B31-< w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
S(h*\we oZ:F3 GQ4Q 步骤：
>L`mF_WG 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
pw yl,A 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 .G~5F- 8' Wafer Dimensions：
@I6 A9do Length (mm): 8.5
p|V1G h< Width (mm): 3.0
*+4iBpyiB c[lob{, 2D wafer properties:
em !R9J. Wafer refractive index: Air
Sr 4 7u{n 3 点击 Profiles 与 Materials.
bnu0*Zg> }zxh:"# K 在“Materials”中加入以下
材料：
{; cB?II Name: N=1.5
&"%|`gE Refractive index (Re:): 1.5
D D;+& fe <" l;l~Y1 Name: N=3.14
Yj/nzTVJ[ Refractive index (Re:): 3.14
uN3J )@;_ =w$"w zc 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
'OW"* b Name: ChannelPro_n=3.14
QfWu~[ 2D profile definition, Material: n=3.14
)ZyuF(C& S_VncTIO Name: ChannelPro_n=1.5
,<r 3Z$G 2D profile definition, Material: n=1.5
!&jgcw/E "gajBY 6．画出以下波导结构：
aq/Y}s? a. Linear waveguide 1
WTv\HI2X
! Label: linear1
nL 07^6( Start Horizontal offset: 0.0
{59VS
Nl Start vertical offset: -0.75
:42;c:8 5 End Horizontal offset: 8.5
V^/^OR4k End vertical offset: -0.75
":^
NLBm>5 Channel Thickness Tapering: Use Default
ff./DMDafI Width: 1.5
MXJ9,U{<C' Depth: 0.0
AaC1 ||?R Profile: ChannelPro_n=1.5
M #=5u`h 4U;XqU Y
/ b. Linear waveguide 2
x p8f Label: linear2
f %[ukMj& Start Horizontal offset: 0.5
*([)X2A@+ Start vertical offset: 0.05
o/ 9LK End Horizontal offset: 1.0
9Y@?xn.\ End vertical offset: 0.05
a:^ Gr% Channel Thickness Tapering: Use Default
f3>6:( Width: 0.1
z<vO# Depth: 0.0
6 %k+0\d Profile: ChannelPro_n=3.14
|-Esc|J( AD%D ,l 7.加入水平平面波：
{%~4RZA Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?r E]s!K Input field Transverse: Rectangular
{!e ANm' X Position: 0.5
mS~ ]I$ Direction: Negative Direction
dtnet_j Label: InputPlane1
/j69NEl 2D Transverse:
Z MMo6; Center Position: 4.5
3?Eoj95w! Half width: 5.0
:htq%gPex9 Titlitng Angle: 45
Z t+FRR= Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
l8AEEG8 > 图2.波导结构（未设置周期）
VMye5 P * :tjxC 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。
9}jq`xSL 将Linear2代码段修改如下:
MAD}Tv\S7 Dim Linear2
1mVVPt^6 for m=1 to 8
(p.3'j( Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
1H,tP|s Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
b801O F Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
mV*/zWh_ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
:{ WrS Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
LQ(5D_yG. Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-6~y$c&c Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
'tu@ `7* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
waWKpk1Wo ,Lun-aMd 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Z-h7 图3.光栅布局通过VB脚本生成
N>pmhsk N? H9san5{ 设置仿真参数
Ph +X{| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
it\DZGsg 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
]dbSa1? TE simulation
:E mQ_?( ^ Mesh Delta X: 0.015
d=Df.H+3 Mesh Delta Z: 0.015
T<f\*1~^ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
:9F''f$AP 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ey\m)6A$ Number of Anisotropic PML layers: 15
I' ! r 其它参数保持默认
Gl8&Fr R 运行仿真
Q 1nDl • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
:`U yn!w • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
)o9Q5Lq • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
P w B g jH&_E'XMX 远场分析
衍射波
6v gB qn[ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
~3bZ+*H> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
H\| ]!8w5Z 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
/j' B\, 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)
IObx^N_K 图4.远场计算对话框
MZ5Y\-nq\ Cl6m$YUt 5. 在远场对话框，设置以下参数：
```d:f Wavelength: 0.63
2sqm7th Refractive index: 1.5+0i
-.{oqs $ Angle Initial: -90.0
BeI;#m0 Angle Final: 90.0
%0yS98']g Number of Steps: 721
1^L`)Up Distance: 100, 000*wavelength
p"[O#*p Intensity
JvfQi b yOWOU`y? 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Zn@W7c,_I 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
!.3R~0b 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
