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：
5F`;yh+e •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
+)JpUqHa •光栅布局
模拟和后处理分析
zJe#m|Z 布局layout
r0p w_j 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
d%l{V6 图1.二维光栅布局
dJ"iEb|4 I *9e]m" 用VB脚本定义一个2D光栅布局
U(~+o ~y=T5wt 步骤：
$w"$r$K9K 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
9x,RvWTb 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ^C2\`jLMY Wafer Dimensions：
[+O"<Ua Length (mm): 8.5
5 ae2<Y= Width (mm): 3.0
p r%nbl y%
:4b@< 2D wafer properties:
y:v, j42% Wafer refractive index: Air
gZ5[
C 3 点击 Profiles 与 Materials.
AwQ?l(iZ"p v\(2&* 在“Materials”中加入以下
材料：
g{5A4|_7 Name: N=1.5
sz9L 8f2 Refractive index (Re:): 1.5
o|jI M9/ } 9nDo*A"} Name: N=3.14
re> rr4@ Refractive index (Re:): 3.14
&89 oO@5 1S@v Gq} 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
{Zp\^/ Name: ChannelPro_n=3.14
)BRK ZQN 2D profile definition, Material: n=3.14
1sYEZO; GF3/ RT9 Name: ChannelPro_n=1.5
~'R(2[L!; 2D profile definition, Material: n=1.5
^MBm==heL y"Ns h>h 6．画出以下波导结构：
uc|45Zxt a. Linear waveguide 1
CbN!1E6) . Label: linear1
EbqcV\Kb Start Horizontal offset: 0.0
g2unV[()_ Start vertical offset: -0.75
c 6Y\n%d& End Horizontal offset: 8.5
8Jz:^ k: End vertical offset: -0.75
^e+a Channel Thickness Tapering: Use Default
?
w^- Width: 1.5
%#$ EP7"J Depth: 0.0
G7D2{J{1 Profile: ChannelPro_n=1.5
"?| > btr 41fJ%f`
G b. Linear waveguide 2
eI@
q|"U Label: linear2
u ElAn rm Start Horizontal offset: 0.5
[TNj;o5J Start vertical offset: 0.05
dx ;k`r$w End Horizontal offset: 1.0
S4=R^];l End vertical offset: 0.05
.L~Nq%g1 Channel Thickness Tapering: Use Default
E= `6-H{ Width: 0.1
W\18 {mbuy Depth: 0.0
JMTvSXr Profile: ChannelPro_n=3.14
u :F~K 7.j[ a*^ 7.加入水平平面波：
5+f LeC; Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
f-r]
|k Input field Transverse: Rectangular
p019)X|vx X Position: 0.5
s@fTj$h Direction: Negative Direction
*3D%<kVl Label: InputPlane1
, lJ v 2D Transverse:
UUMtyf Center Position: 4.5
8Dvazg}4 Half width: 5.0
HI@syFaJM Titlitng Angle: 45
5aa<qtUj H Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
GIAc?;zY 图2.波导结构（未设置周期）
Ja
,Cvt T7 f ${ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
t-LG }nv 将Linear2代码段修改如下:
t+Op@*#% Dim Linear2
@JRNb=?a for m=1 to 8
not YeY7wR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
[xKd7"d/n Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
2 }W0
F2* Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
n#=o?!_4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
GLGz 2 ,# Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
D0BI5q Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Iuh/I +[7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Y F*OU"2U Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
rm}
R>4 1@lJon lF 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
y_.! !@, 图3.光栅布局通过VB脚本生成
pT$f8xJ oP4GEr 设置仿真参数
"kc/J*u-3 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-J^(eog[6 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
a/< Csad TE simulation
|c`w'W?C6 Mesh Delta X: 0.015
mJM _2Ab Mesh Delta Z: 0.015
yZ!T8"mz{ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
_.-;5M- 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
n!qV> k9Y Number of Anisotropic PML layers: 15
r$wxk 4%Rz 其它参数保持默认
qL94SW; 运行仿真
IVW1]y • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~0b O} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Dnc<sd; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_$>pw< kEd@oC 远场分析
衍射波
<`0h|m'U 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
0T>H)c6:\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Ig5L$bAM~ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
)P| [r 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
wYlf^~#" 图4.远场计算对话框
CpQN,-4 xB !6_VlB 5. 在远场对话框，设置以下参数：
MJ =)v]a Wavelength: 0.63
CwJDmz\tk Refractive index: 1.5+0i
d9n?v)<v Angle Initial: -90.0
]
7 _`]7p Angle Final: 90.0
1$*%" 5a Number of Steps: 721
7w1wr)qSB Distance: 100, 000*wavelength
`~ X!Ll Intensity
ZR\VCVH\^ L_w+ y 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Iz[@^IUx= 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
d`1I".y 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
