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}5Y4! •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
}6=)w@v •光栅布局
模拟和后处理分析
:F@goiuC 布局layout
UP% 6s:>: 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
l"jYY3N|h 图1.二维光栅布局
!]RSG^%s{
;Me*# / 用VB脚本定义一个2D光栅布局
7q 5 *grm <^_crJONom 步骤：
g x?r8 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
"^a"`?J 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ;oDr8a<A Wafer Dimensions：
()F {kM8 Length (mm): 8.5
qP N9Put Width (mm): 3.0
D{[{ &1\)r Re
%dNxJ= 2D wafer properties:
M]/DKo Wafer refractive index: Air
a(D=ZKbVU 3 点击 Profiles 与 Materials.
Dg{d^>T!_x k}NM]9EAE 在“Materials”中加入以下
材料：
E0 E K8 8 Name: N=1.5
" Aw)0a[j1 Refractive index (Re:): 1.5
`(=Kp=b Id>4fF:o Name: N=3.14
r@bh,U$ Refractive index (Re:): 3.14
Eh|,[ D!E kxJ[Bi# 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
kfT*G
+l] Name: ChannelPro_n=3.14
2CneRKQy 2D profile definition, Material: n=3.14
eF9GhwE= 1?1Bz?EKF* Name: ChannelPro_n=1.5
ws^Ne30 R 2D profile definition, Material: n=1.5
h:r?:C>n ( }Bb=~ 6．画出以下波导结构：
NY. * S6 a. Linear waveguide 1
H:~u(N Label: linear1
8&|
o Start Horizontal offset: 0.0
7v)p\#- Start vertical offset: -0.75
Jww#zEK End Horizontal offset: 8.5
79exZ 7| End vertical offset: -0.75
J p+'" a Channel Thickness Tapering: Use Default
+A)>
z x Width: 1.5
?+.C@_ QZQ Depth: 0.0
y _=y% Profile: ChannelPro_n=1.5
2A[hMbL w}zmcO:x b. Linear waveguide 2
PPIO<K 3` Label: linear2
zyUS$g]& Start Horizontal offset: 0.5
r~ 2*'z B Start vertical offset: 0.05
l &'q+F End Horizontal offset: 1.0
c@3 5\!9 End vertical offset: 0.05
>7%T%2N Channel Thickness Tapering: Use Default
Ve&_NVPrd Width: 0.1
Hz2Sx1.i Depth: 0.0
'xGhMg R; Profile: ChannelPro_n=3.14
`Hlf.>b1 d(d<@cB9 7.加入水平平面波：
Fp A t Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
;p`to"6IFD Input field Transverse: Rectangular
/pPH D] X Position: 0.5
F}ATY! Direction: Negative Direction
6&ut r!\7 Label: InputPlane1
Y$A2{RjRq 2D Transverse:
i\ X3t5 Center Position: 4.5
X~0 -W Bz Half width: 5.0
Babzrt - Titlitng Angle: 45
M-Efe_VRQc Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
_G/ R;N71 图2.波导结构（未设置周期）
76 )"uqv1x cOX )+53 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。
$sda'L5^p 将Linear2代码段修改如下:
sA| SOAn Dim Linear2
f J c( for m=1 to 8
;Jg$C ~3tf Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
aH'fAX0bF Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
RBn/7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
hQm=9gS Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=CK% Zo Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
?%hd3zc+f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
O0L]xr Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ISs &1`Y Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
if|5v^/ G&{yM2:E 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。
l! 88|~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
t,|A pl] K}re{y 设置仿真参数
.eD&UQ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
'`k7l7I[@ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
v.Bwg 7R3 TE simulation
ue@/o,C> Mesh Delta X: 0.015
GEc-< `- Mesh Delta Z: 0.015
18rV Acj Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
y,x 2f%x 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
(c0L
H Number of Anisotropic PML layers: 15
Et N, 其它参数保持默认
z:f& k}( 运行仿真
)H
W • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
X1.-C@o • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
uD=Kar • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Rh^@1{yr M11\Di1 远场分析
衍射波
|w|c!;, 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
it\$Pih] 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
`KA==;0 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
?YL J Xq 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)
,FzkGB# 图4.远场计算对话框
SqPqL<,e 5WHz_'c
5. 在远场对话框，设置以下参数：
~ O\A 0e Wavelength: 0.63
+ m-88 Refractive index: 1.5+0i
p-.kBF Angle Initial: -90.0
HAK,z0/ Angle Final: 90.0
D=z~]a31! Number of Steps: 721
piM4grg
\ Distance: 100, 000*wavelength
8)9-*Bzj Intensity
7@<.~*Bl6 z ni9 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
}qE CpKa0 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
vlkw Wm 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
