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：
-Q$b7*"z( •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
=}v ;1m •光栅布局
模拟和后处理分析
hK(tPl$ 布局layout
P-'_}*wxi 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
vX+.e1m 图1.二维光栅布局
S[mM4et| QH~Jy*\+PX 用VB脚本定义一个2D光栅布局
aG!
*WHt R& #tSL 步骤：
!\;:36B#6 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
,=|4:F9
2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 /s|{by`we4 Wafer Dimensions：
H4:ZTl_$ Length (mm): 8.5
}c%
pH{ HI Width (mm): 3.0
;/'|WLI9 LkBZlh_ 2D wafer properties:
tPU-1by$ Wafer refractive index: Air
o G_C?(7> 3 点击 Profiles 与 Materials.
_s+c+]b O (a.1M8v+Sg 在“Materials”中加入以下
材料：
7 Fz
xe$A Name: N=1.5
Qz+sT6js- Refractive index (Re:): 1.5
Zu21L3 5& !'^! Name: N=3.14
aMTFW_w Refractive index (Re:): 3.14
`T"rG }c LjaGyj>) 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
k_aW Name: ChannelPro_n=3.14
7,'kpyCj 2D profile definition, Material: n=3.14
[i7YVwG4 |~K( F <;j Name: ChannelPro_n=1.5
l Y'N4x7n 2D profile definition, Material: n=1.5
CPv iR<ms_ p|qyTeg 6．画出以下波导结构：
7I}P*%(f a. Linear waveguide 1
"DQ'C% sL9 Label: linear1
g97]Y1g Start Horizontal offset: 0.0
T 3N"CUk Start vertical offset: -0.75
8W+5)m.tp End Horizontal offset: 8.5
?j{C*|yHO End vertical offset: -0.75
kl} Xmw{tJ Channel Thickness Tapering: Use Default
E0 l _-- Width: 1.5
gR Nv-^ Depth: 0.0
>w|*ei:@S Profile: ChannelPro_n=1.5
gfy19c 9 S8vV!xO b. Linear waveguide 2
_A+w#kiv> Label: linear2
OP! R[27> Start Horizontal offset: 0.5
-rSIBc:$8 Start vertical offset: 0.05
$_D6 _|HK End Horizontal offset: 1.0
1;lmu]I>) End vertical offset: 0.05
k V&9`c+ Channel Thickness Tapering: Use Default
s B
20/F Width: 0.1
;inzyFbL= Depth: 0.0
+dW|^I{H} Profile: ChannelPro_n=3.14
6bO~/mpWT~ H !) =y 7.加入水平平面波：
9$1)k;ChP/ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
\9{F5S z Input field Transverse: Rectangular
Bh]!WMA w. X Position: 0.5
A??@AP[7M Direction: Negative Direction
3
hKBc0 Label: InputPlane1
K@u &(} 2D Transverse:
u0o'K9.r Center Position: 4.5
pyZ9OA!PD Half width: 5.0
=!b6FjsiG Titlitng Angle: 45
},@^0 UH4c Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
d 8 o53a] 图2.波导结构（未设置周期）
?KE$r~dn
V@vU" 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。
m D58T2 Z 将Linear2代码段修改如下:
. 12aUXo( Dim Linear2
ZcE_f>KV for m=1 to 8
;xYNX
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Q<(YP.k Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
n,'OiVl[ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
?>
D tw#} Linear2.SetAttr "Depth", "0"
O; 9?(:_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
\2C`<h$fN Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'g MfN Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
mpw~hW0- Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
0s#K p49- B4Y(?JT x 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
^K(^I*q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'lz "2@4{ G}d-(X 设置仿真参数
) c2_b 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Z|lU8`'5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
q2aYEuu, TE simulation
w'T q 3-%V Mesh Delta X: 0.015
S$q = ;" Mesh Delta Z: 0.015
U(>4s]O6 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
u.XQ & 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
9!',b>C6 Number of Anisotropic PML layers: 15
oqd;6[ %G 其它参数保持默认
0% L l 运行仿真
r,1e 'd: • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7,
}
$u • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
) !bUR\ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ZP\M9Ja =8Jfgq9E 远场分析
衍射波
eV^d6T$ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
s ^Nw%KAv 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}L=/A7Nk > 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
H6*^Ga 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)
`r"+644 图4.远场计算对话框
y&~w2{a \>. LW9 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/6uT6G+(z} Wavelength: 0.63
g mKGy@] Refractive index: 1.5+0i
1$/MrPT(b Angle Initial: -90.0
3g'S\ G@ Angle Final: 90.0
(& "su3z Number of Steps: 721
t_z >Cl^u Distance: 100, 000*wavelength
))kF<A_MK Intensity
s9;#!7 ms pIV-kI:w 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+d}E&=p_ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
96cJ8I8 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
