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：
0!tw)HR% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
y# iQ •光栅布局
模拟和后处理分析
;oM7H*W C 布局layout
1yd}F`{8UF 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
[bh8Nj\E 图1.二维光栅布局
SL$ bV2T W[SZZV_(tu 用VB脚本定义一个2D光栅布局
!v\ _<8 n6C]JWG\/U 步骤：
^~DDl$NH 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Bm$( 4 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 HP(dhsd<c Wafer Dimensions：
PBOZ^%k Length (mm): 8.5
8<: .D Fq Width (mm): 3.0
dx i5p!^^9 ~]V}wZt>h 2D wafer properties:
Vk:] aveW Wafer refractive index: Air
m&a 8/5 3 点击 Profiles 与 Materials.
z,K;GZuP l|j} G gen 在“Materials”中加入以下
材料：
6DT ^:LHS Name: N=1.5
[ f;o3 Refractive index (Re:): 1.5
11YpC;[o ><wYk)0E Name: N=3.14
d:8c}t2X Refractive index (Re:): 3.14
!]C=5~B BI ]114\JE 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
wfQ^3HL Name: ChannelPro_n=3.14
n5+Z|<3) 2D profile definition, Material: n=3.14
EECuJ+T 4A)@,t9+ Name: ChannelPro_n=1.5
KdXqW0nm 2D profile definition, Material: n=1.5
N;S1s0FN ;~-M$a
}4 6．画出以下波导结构：
G\(cnqHk a. Linear waveguide 1
Vrn+"2pdJ Label: linear1
D"M[}$P Start Horizontal offset: 0.0
bbs'>D 3 Start vertical offset: -0.75
$pJw
p{kN End Horizontal offset: 8.5
Tfp^h~&u End vertical offset: -0.75
Q<>b3X>O Channel Thickness Tapering: Use Default
z\`tn z7>$ Width: 1.5
LYO2L1u) Depth: 0.0
X/ lmj_v Profile: ChannelPro_n=1.5
Mp?L9 +_1sFH` b. Linear waveguide 2
5x" eM= Label: linear2
PiN^ /#D Start Horizontal offset: 0.5
`\$EPUM Start vertical offset: 0.05
FfNUFx2N End Horizontal offset: 1.0
ly#jl5wmT End vertical offset: 0.05
-B&
Nou Channel Thickness Tapering: Use Default
_FxeZ4\ Width: 0.1
m/3,;P.6 Depth: 0.0
tb4^+&.GS Profile: ChannelPro_n=3.14
x~Dj2 F ] 2ZEDy QM 7.加入水平平面波：
( 8X^pL Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
.C` YO2, Input field Transverse: Rectangular
~jzjJ&O&
X Position: 0.5
[HI$ [ :[ Direction: Negative Direction
'<s54 Cb Label: InputPlane1
~ +C)0Yn 2D Transverse:
R.cR:fA
Center Position: 4.5
p zZ+!d Half width: 5.0
E \ls- (, Titlitng Angle: 45
p| ?FA@ 3 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"n_X4e+18P 图2.波导结构（未设置周期）
A "z9t#dv@ 7Ie=(x8): 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。
Sy' ]fGvx 将Linear2代码段修改如下:
R a"hdxH Dim Linear2
q}!h(-y}5n for m=1 to 8
r zs-c ? Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
uj zfy Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
oKCv$>Y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
RD46 @Q` Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Cv}^]_`Q Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Y2;2Exp^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
[(gXjt- Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
NJ]3qH Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
'u E;8., lj UdsU w 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。
I~ :gi@OVV 图3.光栅布局通过VB脚本生成
=~k
c7f{ '_^T]f r} 设置仿真参数
kY @(- 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Q@7d:v 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
R|v'+ bv
TE simulation
l#`G4Vf Mesh Delta X: 0.015
Fs]. Fa Mesh Delta Z: 0.015
u*TC8!n Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Pc_aEBq 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
#{PwEX
!Ct Number of Anisotropic PML layers: 15
I# &r5Q 其它参数保持默认
d&[RfZ` 运行仿真
#{vC =m73 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
](A2,F
9(U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
s4~[GO6> • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
KWZhCS?[( RE U," 远场分析
衍射波
^J5{quV 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Jsysk $R 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_ i}W1i 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
NS~;{d \ 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)
!: ^q_q4 图4.远场计算对话框
.VCY|KZ 80Dn!9j* 5. 在远场对话框，设置以下参数：
,^1zG Wavelength: 0.63
? : yz/9( Refractive index: 1.5+0i
=/!lK& Angle Initial: -90.0
MLu!8dgI Angle Final: 90.0
Zd6ik&S
Number of Steps: 721
e@ Lxduq Distance: 100, 000*wavelength
cm(*F 0< Intensity
sD:o
2(G* OT%E|) 6' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
j# 1G?MF 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
u4C9ZYN 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
