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：
S-D=-{@ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
{ kF"<W •光栅布局
模拟和后处理分析
qL1 d-nH 布局layout
Eg;xj@S<2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
cJQ& #u 图1.二维光栅布局
gyx4= 'Q ),#hBB`ZA 用VB脚本定义一个2D光栅布局
5Z @~d'D CTOrBl$70 步骤：
[tEHr 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
wO&2S-;_K 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 $4Ko Wafer Dimensions：
TP-<Lhy Length (mm): 8.5
#' ?gMVSk Width (mm): 3.0
wn-{V kpm SK&? s`
2D wafer properties:
cy+EJq I Wafer refractive index: Air
i rRe} 3 点击 Profiles 与 Materials.
MV.$Ay sKU?"|G81G 在“Materials”中加入以下
材料：
v?S~ =$. Name: N=1.5
LG6 k
KG Refractive index (Re:): 1.5
( 8}'JvSu 'CkN Name: N=3.14
60`4
_Uy]_ Refractive index (Re:): 3.14
;?`l1:C5) <Z6tRf;B 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
{ 95u^S= Name: ChannelPro_n=3.14
fL7u419= 2D profile definition, Material: n=3.14
v7kR]HU[y tq^d1b(j4 Name: ChannelPro_n=1.5
oy?>e1Sy* 2D profile definition, Material: n=1.5
`4N{x. N C" =^ (HU 6．画出以下波导结构：
Nr(3!- a. Linear waveguide 1
[q5N 4&q\ Label: linear1
:a#p zEK Start Horizontal offset: 0.0
1G6 MO Start vertical offset: -0.75
pPX ~pPIj2 End Horizontal offset: 8.5
q%Fc?d9 End vertical offset: -0.75
$4j$c|S! Channel Thickness Tapering: Use Default
iNxuQ7~ Width: 1.5
9*lk x# Depth: 0.0
rW&# Xw/a Profile: ChannelPro_n=1.5
Q:#Kt@W W18I"lHeh b. Linear waveguide 2
H^e0fm
Label: linear2
$^1L|KgXp Start Horizontal offset: 0.5
.{@aQ wN Start vertical offset: 0.05
W 6>SYa End Horizontal offset: 1.0
*xl930y End vertical offset: 0.05
`Rc7*2I)l Channel Thickness Tapering: Use Default
;N FTdP Width: 0.1
Wveba)"$ Depth: 0.0
/K WR08ftp Profile: ChannelPro_n=3.14
ctzaqsr ;Q0WCm\5 7.加入水平平面波：
Qf }^x9' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
A,2dK}\> Input field Transverse: Rectangular
^S'#)H-8C3 X Position: 0.5
W"@FRWcd Direction: Negative Direction
XazKS4( Label: InputPlane1
{ _]'EK/w 2D Transverse:
F$QA Ws Center Position: 4.5
+C(v4@=nd Half width: 5.0
t#0/ _tD Titlitng Angle: 45
$m:4'r Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
%!>~2=Q2* 图2.波导结构（未设置周期）
1;4 ]
HNI (xJZeY)-b^ 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。
0H6^2T< 将Linear2代码段修改如下:
0K&\5xXM Dim Linear2
sZ,mRT for m=1 to 8
=eXJZPR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
r95l.v Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
e[lRY>Pe5 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
$6c8<!B_ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Z{|U!tn Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Wy'H4Rg8 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
INyakAmJ}- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
y'9
bs Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
]/p)XHKo G(puC 4 "& 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
?Q< o-o;B 图3.光栅布局通过VB脚本生成
NTHy!y<!h '5Zt B< 设置仿真参数
r# }`{C;+5 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
T|h/n\fx)a 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
S'I{'jP5 TE simulation
{ER%r'(4Z Mesh Delta X: 0.015
8qEK6- Mesh Delta Z: 0.015
@CSTp6{y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
COx<X\ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
kW#{[,7r Number of Anisotropic PML layers: 15
#l(cBM9sz 其它参数保持默认
rSYzrVc 运行仿真
u= | hRTD= • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4DL;/Z : • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
S=^a''bg • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
LN8V&'> b ;Vy=f 远场分析
衍射波
4No!`O- !& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
'~^3 =[Z 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
a;a2x
.< 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
8q6b3q:c 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
}NMkL l]J 图4.远场计算对话框
X^PR];V:$ 3q=A35*LT> 5. 在远场对话框，设置以下参数：
yK +&1U2` Wavelength: 0.63
4MVa[ 0Y Refractive index: 1.5+0i
y7 I')}SC Angle Initial: -90.0
#-9;Hn4x Angle Final: 90.0
])= k";76 Number of Steps: 721
/"t*gN=wrF Distance: 100, 000*wavelength
kq[*q-:"x Intensity
g+ik`q(ge PNSZ
j# 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
OBF2?[V~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
U$J l5[`F^ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
