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：
D*Q#G/TF3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
,F Vy:"FR •光栅布局
模拟和后处理分析
5hK\YTU 布局layout
lM%fgy X 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
ghj ~r 图1.二维光栅布局
.u?$h0u5 PCfs6.*5Mf 用VB脚本定义一个2D光栅布局
"uC*B4` :J-5Q]# 步骤：
y ]%,Y=%X 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
r, KK% B 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 9r#{s Y Wafer Dimensions：
5/ju
it Length (mm): 8.5
B '/ >Ax& Width (mm): 3.0
XOU$3+8q5 v |2j~ 2D wafer properties:
<~+ Wafer refractive index: Air
ZHasDZ8 3 点击 Profiles 与 Materials.
~=ys~em e y]9U FL" 在“Materials”中加入以下
材料：
mIo7 K5z{ Name: N=1.5
l Hqx}n@e Refractive index (Re:): 1.5
mh]$g<*m .x8$PXjPG Name: N=3.14
)&<ExJQ& Refractive index (Re:): 3.14
eR`<9 KBH S>E.*]_ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4pT|r6!< Name: ChannelPro_n=3.14
-P&e4sV{ 2D profile definition, Material: n=3.14
AMz=HN RY< b]| Name: ChannelPro_n=1.5
G'f"w5%qZv 2D profile definition, Material: n=1.5
FJ"9Hs2 w%n]~w=8 6．画出以下波导结构：
$twF93u$ a. Linear waveguide 1
/)TEx}wk Label: linear1
s\!vko'M Start Horizontal offset: 0.0
V p{5Kxq Start vertical offset: -0.75
,[ L$ End Horizontal offset: 8.5
q+~CA[H5K End vertical offset: -0.75
qTF>!o #\: Channel Thickness Tapering: Use Default
,eCXT=6 Width: 1.5
e`F|sz]k"H Depth: 0.0
J }CK|} Profile: ChannelPro_n=1.5
B,,d~\ p04+" b. Linear waveguide 2
U^\~{X Label: linear2
{E|gV9g Start Horizontal offset: 0.5
pN_!&#|+$ Start vertical offset: 0.05
>oDP(]YGg End Horizontal offset: 1.0
A!yLwkc:5 End vertical offset: 0.05
caht4N{T Channel Thickness Tapering: Use Default
_9r{W65s Width: 0.1
d?Cl04 Depth: 0.0
H>6; I Profile: ChannelPro_n=3.14
Lm#d.AD)
5V!XD9P' 7.加入水平平面波：
i]p G}S J Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
U{(07GNm# Input field Transverse: Rectangular
YU(*kC8 X Position: 0.5
sb.SpF>
Direction: Negative Direction
Y pj)6d Label: InputPlane1
U:hC! t: 2D Transverse:
l&xD3u^G Center Position: 4.5
ped Yf{T Half width: 5.0
u _=y,~s Titlitng Angle: 45
%[m1\h"1 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
pUG fm 图2.波导结构（未设置周期）
:exuTn NI:N
W-! 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。
UROi.976D 将Linear2代码段修改如下:
olh3 R.M< Dim Linear2
tta0sJ8 i for m=1 to 8
[d>yo_iB Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
$VIq)s2az| Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
\ZZy`/~z*7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5zna?(#} Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Qp&yS U8 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
FH`&C*/F0Y Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
15DK \_; Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[ {LnE: Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
de{Yg N <W')
~o} 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
6'! {0 5=m 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Q9tE ^d+% =c^=Yvc7U 设置仿真参数
kA= ~ 8N 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
L b;vrh;A 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
_rd j,F8 TE simulation
_5 tqO5' Mesh Delta X: 0.015
9$@ g;?}Ps Mesh Delta Z: 0.015
UDtbfc7bk Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
h!CX`pBM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
?QT"sj64w Number of Anisotropic PML layers: 15
#(g+jb0E 其它参数保持默认
bMOM`At>z 运行仿真
>=:T
ZU • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2BA9T nxC
• 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
H<7D cwXv • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
8'WMspX Mr,y| 远场分析
衍射波
B00wcYM<1r 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
`G0rF\[ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pQ(e F0KG 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
$_zkq@ 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)
dN/ "1%9) 图4.远场计算对话框
:_,]?n -<JBKPtA 5. 在远场对话框，设置以下参数：
;V lZd*M? Wavelength: 0.63
1( 7.V-(G Refractive index: 1.5+0i
T_tDpq_| Angle Initial: -90.0
'L|GClc6) Angle Final: 90.0
L[Yp\[ #-q Number of Steps: 721
])j|<W/ Distance: 100, 000*wavelength
:`u&TXsu Intensity
x D= qU rjAkpAT 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
2]aZe4H. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
QJIItx4hE 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
