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：
W%cj3 9$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_ e:5XQ •光栅布局
模拟和后处理分析
j, |1y5f 布局layout
v
GR
\GFm 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
DJ
mQZ+{2 图1.二维光栅布局
CfkNy[}= e_> rJWI} 用VB脚本定义一个2D光栅布局
!_XU^A> F9u:8;\@` 步骤：
u/!mN2{Rd 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
4,w{rm j 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 e\d5SKY Wafer Dimensions：
Xv A0nEi Length (mm): 8.5
JGSk4 Width (mm): 3.0
yv!''F:9F :"<B @Z 2D wafer properties:
A1k&`
|k Wafer refractive index: Air
8zCGMhd 3 点击 Profiles 与 Materials.
}> !" SU:d zgq_0w~X 在“Materials”中加入以下
材料：
Ew?/@KAV\ Name: N=1.5
l $p_])x Refractive index (Re:): 1.5
!ulLGmUn (jo(bbpj Name: N=3.14
p E(<XD3Q Refractive index (Re:): 3.14
YL9t3 ] p(x1D]#Z[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
&-8-xw#. Name: ChannelPro_n=3.14
RK~FT/ 2D profile definition, Material: n=3.14
K)h" G#NZM ^7~ SS2t! Name: ChannelPro_n=1.5
WB=<W#?w7% 2D profile definition, Material: n=1.5
=|6^)lt$ FQ9csUjpB 6．画出以下波导结构：
XD+cs.{5 a. Linear waveguide 1
I?> - Label: linear1
1VjeP
* Start Horizontal offset: 0.0
{M)3GsP? Start vertical offset: -0.75
G"U>fwFuK End Horizontal offset: 8.5
3Q*RR"3 End vertical offset: -0.75
2= Y_Qrhi Channel Thickness Tapering: Use Default
=qS^Wz. Width: 1.5
W kDn Depth: 0.0
Gh gv RR$ Profile: ChannelPro_n=1.5
RZV1:hNN pZ_FVID b. Linear waveguide 2
G7_"^r%c9; Label: linear2
#o r7T^ Start Horizontal offset: 0.5
7u`}t83a Start vertical offset: 0.05
'#4mDz~ End Horizontal offset: 1.0
,a]~hNR*X End vertical offset: 0.05
G%p!os\> Channel Thickness Tapering: Use Default
qh(-shZ4Du Width: 0.1
e@2Vn? 5 Depth: 0.0
T 24#gF~ Profile: ChannelPro_n=3.14
2;?wN`}5g= WW\)B -}T 7.加入水平平面波：
$p6Xa;j$ 9 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
X,!OWz:[ Input field Transverse: Rectangular
|{ /O)3 X Position: 0.5
+{Jf ]"KD Direction: Negative Direction
oVEr {K) Label: InputPlane1
%\{?(baOA 2D Transverse:
! iitx U Center Position: 4.5
U70@}5! Half width: 5.0
rCSG@D. Titlitng Angle: 45
bhm~Ii Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
,Y\4xg*` 图2.波导结构（未设置周期）
3Ibt'$dK xwH|ryfs,Z 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。
B> " r -O 将Linear2代码段修改如下:
[;CqvD <S Dim Linear2
$L#Z?76v for m=1 to 8
-< d MD_ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
)V$! Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
l#vw
L15 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
2W:?#h3 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
XF f+efh Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
sO4 }kxZ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
g 2 { ?EP Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
-Ib+ /' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Uo[5V|>X6 -TU{r_!Z( 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'h4@S 图3.光栅布局通过VB脚本生成
zju,# % (Q]Y>
' 设置仿真参数
/glnJ3 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
E5[]eg~w%{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
RAuAIiQ TE simulation
Z Li o8 Mesh Delta X: 0.015
`E0.P V Mesh Delta Z: 0.015
D)~nAkVq Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
) Q 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
>
%cWTC Number of Anisotropic PML layers: 15
WWs[]zr 其它参数保持默认
I'%H:53^0 运行仿真
>RqT7n 8h • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2hA66ar{$ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
fJ"~XTN}T • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
NF\^'W@ N E~@HC 5.M 远场分析
衍射波
H.mQ bD`X 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
; 7v7V 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
rIWN!@.J 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
-MW(={# 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)
9oxf)pjw 图4.远场计算对话框
=|V]8 tN <QW1fE 5. 在远场对话框，设置以下参数：
t?H;iBrpxd Wavelength: 0.63
_DvPF~ Refractive index: 1.5+0i
|`;1p@w" Angle Initial: -90.0
w@$o Angle Final: 90.0
;3?J#e6; Number of Steps: 721
f`]E]5? Distance: 100, 000*wavelength
yY-t4WeXP Intensity
@NwM+^ 2l/5i]Tq 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Yl~?MOk 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-[7,ph 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
