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：
vI -KH:r"{ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
? NL 2|8 •光栅布局
模拟和后处理分析
#r1x0s40D 布局layout
rP'oU V_ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
bnlL-]]9z 图1.二维光栅布局
k@w&$M{tPF t5&$ y` 用VB脚本定义一个2D光栅布局
;BqX =X+ # Th8 xh=F[ 步骤：
t/3veDh@ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
! `SR$dnE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1xw},y6T 2 Wafer Dimensions：
1yh x)m;f Length (mm): 8.5
o` e~ 1 Width (mm): 3.0
m'pihFR:f &rn,[w_F[ 2D wafer properties:
q+K` +& @\ Wafer refractive index: Air
g $A1 *<+ 3 点击 Profiles 与 Materials.
KT 3[{ lr 0xC!d-VIJ 在“Materials”中加入以下
材料：
b`^$2RM& Name: N=1.5
w:qwU\U>x Refractive index (Re:): 1.5
@-hy:th# WYq, i}S Name: N=3.14
(vY10W{ Refractive index (Re:): 3.14
_%t w#cM zI Q\ _> 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
kr3ZqMfeI Name: ChannelPro_n=3.14
^!A{ 4NV 2D profile definition, Material: n=3.14
b&LhydaJ Va1|XQ<CL Name: ChannelPro_n=1.5
"MyYu}AD 2D profile definition, Material: n=1.5
4-m}W;igu `aCcTs7~]p 6．画出以下波导结构：
Q PBf++| a. Linear waveguide 1
C4b3Z cD2 Label: linear1
1f}Dza 9 Start Horizontal offset: 0.0
0hPm,H*Y] Start vertical offset: -0.75
5 bgx;z9 End Horizontal offset: 8.5
il:+O08_ End vertical offset: -0.75
*{XbC\j Channel Thickness Tapering: Use Default
?f a/}|T Width: 1.5
L:~
"Vw6]_ Depth: 0.0
_Wgg=A"G Profile: ChannelPro_n=1.5
" I:j a7 r>
NgJf, b. Linear waveguide 2
H STtDTo Label: linear2
k&9
b&-=fk Start Horizontal offset: 0.5
y M>c**9 Start vertical offset: 0.05
ll6~8PN End Horizontal offset: 1.0
A6-JV8^ End vertical offset: 0.05
r l !c\ Channel Thickness Tapering: Use Default
W4Zi?@L>' Width: 0.1
^ G5 _d"Gr Depth: 0.0
yXl zImPn Profile: ChannelPro_n=3.14
`2GHB@S"k *`|F?wF 7.加入水平平面波：
:c
c#e&BO Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
,;UVQwY Input field Transverse: Rectangular
1;SWfKU?. X Position: 0.5
>YD?
pDPb/ Direction: Negative Direction
<
=sO@0(< Label: InputPlane1
qRTy}FU1 2D Transverse:
,b 2Cl[ Center Position: 4.5
EWbFy"= Half width: 5.0
7 v#sr< Titlitng Angle: 45
EFV'hMjS) Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
!5pnl0D K* 图2.波导结构（未设置周期）
)
_"`{2 X5=Dc+ 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。
-fYgTst2 将Linear2代码段修改如下:
YMC*<wXN Dim Linear2
7n
{uxE#U) for m=1 to 8
xoPpu
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
@99@do |C Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
OSxr@ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Hcuvu[)T" Linear2.SetAttr "Depth", "0"
/z`L B Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
YS%HZFY, " Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
IrJCZsk Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
G,%R`X ns Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
8h}o 5B mm'Pe4* 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。
JuS#p5E # 图3.光栅布局通过VB脚本生成
c V=h 8F E\ 5t&jZr 设置仿真参数
d_]zX;_ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
F:1w%#6av 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/{ ^Qup TE simulation
YqrieDFay! Mesh Delta X: 0.015
&+Xj%x.] Mesh Delta Z: 0.015
{|bf` Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
LDx1@a|83 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
~+7q.XL$$K Number of Anisotropic PML layers: 15
b+9M? k" 其它参数保持默认
D `c
YQ- 运行仿真
=Z2Cg{z • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
rgJKXl;@s • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
{rBS52,Z# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Q!iM7C!8 }$?x wcPU 远场分析
衍射波
a"4j9cO 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
qlNK } 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Gk
g )\ 3 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
:>c33X} 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
+:+q,0~*] 图4.远场计算对话框
3o 5aB1 9{]U6A*K0w 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Q,S~+bD(z Wavelength: 0.63
ozy~`$;c Refractive index: 1.5+0i
:q/%uca9 Angle Initial: -90.0
<k+dJ=f Angle Final: 90.0
j hOQ)QE| Number of Steps: 721
>|'u:`A Distance: 100, 000*wavelength
f .-b.nNf Intensity
U J* D
p"\Z@c 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
F[R Q6 PW 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
F<39eDNpz 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
