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：
t7xJ " •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
9L4;#cy •光栅布局
模拟和后处理分析
p|a`Q5z! 布局layout
CWYOzqf 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Zp6VH 图1.二维光栅布局
o_kZ v4uQ 0~k~X 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"[7'i<,AI EGFPv'De 步骤：
CtD<% v3` 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
{D y,|}7s 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ;:J"- p Wafer Dimensions：
,pf\ g[tz Length (mm): 8.5
QyZ' %T5J Width (mm): 3.0
sE|8a Z.unCf3Q 2D wafer properties:
[O!/hppN Wafer refractive index: Air
6U%d3"T 3 点击 Profiles 与 Materials.
5xNOIOpDB 3!QXzT$E 在“Materials”中加入以下
材料：
p?P.BU\CR Name: N=1.5
~ Hj c?* Refractive index (Re:): 1.5
JnnxXj30, l ^}5PHLd Name: N=3.14
}S13]Kk?= Refractive index (Re:): 3.14
-qpM 6t _z .CV< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
rd[mC[
r Name: ChannelPro_n=3.14
\Ov~ t 2D profile definition, Material: n=3.14
IEJ)Q$GI# 'X/:TOk{W Name: ChannelPro_n=1.5
gf4 Hq&Rf 2D profile definition, Material: n=1.5
BrzTOkeyG J<Ki;_=I 6．画出以下波导结构：
pjSM7PhQ a. Linear waveguide 1
&f? JtpB Label: linear1
P# 8lO%; Start Horizontal offset: 0.0
Y( K`3? A Start vertical offset: -0.75
Py+ B 2G| End Horizontal offset: 8.5
a8k`Wog End vertical offset: -0.75
}20tdD ~ Channel Thickness Tapering: Use Default
'9<8<d7? Width: 1.5
9 fM=5 Depth: 0.0
wZ `{ i Profile: ChannelPro_n=1.5
B/3xV:Gy #E<~W pP b. Linear waveguide 2
o` '4EVw* Label: linear2
\lDh" Start Horizontal offset: 0.5
?A*<Z% }1? Start vertical offset: 0.05
H{EZ} *{M4 End Horizontal offset: 1.0
61H J% End vertical offset: 0.05
Cyg(~7] Channel Thickness Tapering: Use Default
3k8. 5W Width: 0.1
'C:i5?zh(q Depth: 0.0
v6=X]Ji{YA Profile: ChannelPro_n=3.14
&/otoAr( #X'su`+ 7.加入水平平面波：
+9<:z\B| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
l6IT o@&J Input field Transverse: Rectangular
0Q
cJ Ek X Position: 0.5
ke/4l?zs Direction: Negative Direction
_l,-S Qgj Label: InputPlane1
EgzdRB\Cf 2D Transverse:
< 5ULu(b&$ Center Position: 4.5
;LKYA?=/V Half width: 5.0
$V/K e Titlitng Angle: 45
lC
d\nE8G Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
0}9j l 图2.波导结构（未设置周期）
,e qRI>,\ c+whpQ=01 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
CWd
& 将Linear2代码段修改如下:
;oVOq$ql Dim Linear2
^R7X!tOq4 for m=1 to 8
2)
2:K X Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
PVmePgF
Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
a,fcR< Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
<l+hcYam Linear2.SetAttr "Depth", "0"
0B~x8f Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
AB<b W3qf( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
e?]H Ny Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
xz +;1JAL3 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
?PV@WrU>B BcQw-<veu 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。
mFd|Jb W 图3.光栅布局通过VB脚本生成
vP%:\u:{ ~!% G2E! 设置仿真参数
6_g6e2F 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
P4E_<v[ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
6G_{N.{( TE simulation
<v\x<ul6 Mesh Delta X: 0.015
v Et+^3= Mesh Delta Z: 0.015
} C~9 ?Y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Ch~y;C&e+r 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2mO9 Number of Anisotropic PML layers: 15
Fa #5a'}I 其它参数保持默认
'Q.5` o 运行仿真
byZj7q5&Q • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
,E+\SBQS_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
A43[i@o • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
izu_KBzy !D/W6Ic@ 远场分析
衍射波
`+ UBl\j 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
}me`(zp 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
3B$|B, 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
:8?l=B9("g 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
O8LIKD_I[ 图4.远场计算对话框
P(L iH I3}I7oc_ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
d zV2; Wavelength: 0.63
W&&C[@Jd3 Refractive index: 1.5+0i
T~?&hZ> Angle Initial: -90.0
H8Z |gq1r Angle Final: 90.0
7--E$ !9O, Number of Steps: 721
gf/<sH2} Distance: 100, 000*wavelength
@?t+O'& Intensity
tS,AS,vy] 1IK* j +% 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
v <| iN# 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
8N4E~*>C 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
