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：
Bh;7C@dq •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
" x 3lQ •光栅布局
模拟和后处理分析
!*oi!ysU;O 布局layout
k + H 3Bq 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4`!Z$kt 图1.二维光栅布局
g K[YQXfTy U$_xUG 用VB脚本定义一个2D光栅布局
>D(R YI +f@U6Vv 步骤：
,u`B<heoLU 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
.p N`;*7` 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =gJb^
Gx(w Wafer Dimensions：
K)Q]a30 Length (mm): 8.5
d*~ ICir7 Width (mm): 3.0
iy 14mh\ ~ MD|5 ol9 2D wafer properties:
(fCXxy Zrr Wafer refractive index: Air
k;w- E 3 点击 Profiles 与 Materials.
~:3QBMk:: nIU 6h 在“Materials”中加入以下
材料：
D (h18 Name: N=1.5
Bc6|n :;u Refractive index (Re:): 1.5
V{^ !BBQ
7tcPwCc{ Name: N=3.14
Lz:(6`S Refractive index (Re:): 3.14
~Uxsn@nLr dVsE^jsL 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
>|twyb Name: ChannelPro_n=3.14
5lm< % 2D profile definition, Material: n=3.14
.8y3O] |b|&XB_<]Z Name: ChannelPro_n=1.5
K9OYri^TQ 2D profile definition, Material: n=1.5
KN7n@$8YM br d mz} 6．画出以下波导结构：
"87ghj_} a. Linear waveguide 1
?ON-+u Label: linear1
, =|ZB4HA Start Horizontal offset: 0.0
-eN\ ! Start vertical offset: -0.75
z&{5;A}Q@ End Horizontal offset: 8.5
8[J}CdS End vertical offset: -0.75
Dg}
Ka7H Channel Thickness Tapering: Use Default
p~9vP)74u Width: 1.5
4Rvf Depth: 0.0
C@bm Profile: ChannelPro_n=1.5
IiZ&Pr a v$/Om : b. Linear waveguide 2
?_Q/}@` Label: linear2
; uW}`Q< Start Horizontal offset: 0.5
"Q?k'^@ Start vertical offset: 0.05
5J Lu2P End Horizontal offset: 1.0
$`- 4Ax4% End vertical offset: 0.05
I;Bjfv5 Channel Thickness Tapering: Use Default
qfK` MhA} Width: 0.1
&'DU0c& Depth: 0.0
^1L>l9F Profile: ChannelPro_n=3.14
| "9 #bU OBP1B@|l$+ 7.加入水平平面波：
w );6K[+; Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
]- 4QNc= Input field Transverse: Rectangular
ijd XU8 X Position: 0.5
&bp=`=* Direction: Negative Direction
W@Lu;g.Yc Label: InputPlane1
d\FJFMW*9 2D Transverse:
9> g, Center Position: 4.5
%LZ({\5K#f Half width: 5.0
N1}={yF.fQ Titlitng Angle: 45
K%X^n>O7C Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
HH@ qz2 w 图2.波导结构（未设置周期）
vMs $ceq i7utKj*57 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。
A%{W{UP8N 将Linear2代码段修改如下:
y:h}z). Dim Linear2
C,pJ`:P for m=1 to 8
-atGlu2 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
&2=dNREJ}1 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
,ML[Wr'2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
A6pjRxg Linear2.SetAttr "Depth", "0"
GKFq+]W Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Eyh51IB. Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=T7A]U] Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
zKsz*xv6b Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
4|`Bq}sjZf K&U7H: 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。
HC a 图3.光栅布局通过VB脚本生成
l $jxLZ FA }_(Hf.[ 设置仿真参数
?x0pe4^If 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
_"#!e{N| 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
"/nN M{^ TE simulation
E gDQ+(
- Mesh Delta X: 0.015
UD)e:G[Gat Mesh Delta Z: 0.015
S>0nx ^P Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&%_& 8DkG 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
'D%w|Pe?Q Number of Anisotropic PML layers: 15
_C+b]r/E 其它参数保持默认
`r_m+] 运行仿真
??i4z[0M • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
v
(2GX • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
s9>(Jzcf9 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_` [h,= 4j!]:r a 远场分析
衍射波
X2xu wA 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
yj$TPe_BW 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
7]%Ypv$ 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
Vm |Y$ C 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)
((^sDE6( 图4.远场计算对话框
Z-B%'/. ee/&/Gt 5. 在远场对话框，设置以下参数：
80$fG8 Wavelength: 0.63
c. A|Ir Refractive index: 1.5+0i
7rC uu *M Angle Initial: -90.0
~6 I)|^Z Angle Final: 90.0
7 uarh! Number of Steps: 721
/2 m?15c+ Distance: 100, 000*wavelength
LjH*rjS4 Intensity
//&j<v u s +~ #U7xgq/ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
;=< ^0hxer 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
l Mz< s 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
