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：
"^yTH /m •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
\_qiUv Pf\ •光栅布局
模拟和后处理分析
l}># p'$ 布局layout
pl%3RVpoc 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
nxw]B"Eg 图1.二维光栅布局
)EcE{!H6+ )k{zRq:d 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Q&rpW:^v t L}i%7 步骤：
H0_hQ:K 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
E$T)N U\ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dr'# Wafer Dimensions：
'/G.^Zl9 Length (mm): 8.5
P 'xq+ Q Width (mm): 3.0
weYP^>gH' G BV]7. 2D wafer properties:
ggIz) </ Wafer refractive index: Air
I MpEp}7 3 点击 Profiles 与 Materials.
|W<wPmW_{+ fE8/tx]( 在“Materials”中加入以下
材料：
y4^6I$M7V Name: N=1.5
qQv?J]l Refractive index (Re:): 1.5
ayTEQS 9K-=2hvv Name: N=3.14
i!@L`h!rw Refractive index (Re:): 3.14
"X=l7{c/ =Wn11JGh 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
tT>~;l%' Name: ChannelPro_n=3.14
LzEs_B=9 2D profile definition, Material: n=3.14
1-!u=]JDE ^(r?k_i/ Name: ChannelPro_n=1.5
Zu951+&` 2D profile definition, Material: n=1.5
LS}dt?78`V 6lpfk& 6．画出以下波导结构：
4{7O}f a. Linear waveguide 1
GcmN40 Label: linear1
v,#*%Gn`% Start Horizontal offset: 0.0
yS% IE>? Start vertical offset: -0.75
N&n2\Y End Horizontal offset: 8.5
I@76ABu^ End vertical offset: -0.75
(sSMH6iCif Channel Thickness Tapering: Use Default
8wKF.+_A Width: 1.5
]{;=<t6 Depth: 0.0
df; -E Profile: ChannelPro_n=1.5
BR;f! S4 50 8l b. Linear waveguide 2
Z<T%:F Label: linear2
`'H"| WsT Start Horizontal offset: 0.5
G'T/I\tB Start vertical offset: 0.05
cPZD# ";f End Horizontal offset: 1.0
v0&E!4q*' End vertical offset: 0.05
:f<3`x' Channel Thickness Tapering: Use Default
l(
/yaZ` Width: 0.1
{L^b['h@ Depth: 0.0
fS+Ga1CsH Profile: ChannelPro_n=3.14
, g\%P5 |7KW '= O 7.加入水平平面波：
E(N?.i-%$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vs}_1o Input field Transverse: Rectangular
s_xWvx8?4. X Position: 0.5
(lBgW z Direction: Negative Direction
AdMA|!|:hc Label: InputPlane1
MdM^!sk&` 2D Transverse:
oju)8H1o# Center Position: 4.5
/<,LM 8n Half width: 5.0
|>(d^<nR^v Titlitng Angle: 45
#Ux*": Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
!.9pV.~ 图2.波导结构（未设置周期）
c]3% wL DdJ>1504 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。
{YnR]| 0& 将Linear2代码段修改如下:
&0! f_ Dim Linear2
/cM< for m=1 to 8
*;b.x" Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
@=4K%SCw Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
8G@I e Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
;T6{J[
h Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"|<6 bA Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
?`T <
sk8c Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
7 $AEh+f Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
L7oLV?k Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
x|C[yu^c (s`oJ LW> 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。
;o* n*N 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5MUM{(C #m
yiZL % 设置仿真参数
z/09~Hc 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
{KkP"j'7h 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
P5
f p!YF TE simulation
v[4A_WjT Mesh Delta X: 0.015
Zq w xi1 Mesh Delta Z: 0.015
FgA'X< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
uLFnuK 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
wV\;,(<x=% Number of Anisotropic PML layers: 15
IO/%X;Y_ 其它参数保持默认
+|6
'7Z(9 运行仿真
lFvRXV^+f • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
UykOQ-2-n • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
fT)u`voE, • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ACQbw)tiv} ND);7 远场分析
衍射波
15PFnk6E| 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Z(g9rz']0 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
zdY+?s)p 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
4?Mb>\n%<^ 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)
$r0~& $T& 图4.远场计算对话框
N$u;Q(^ 0V{a{>+ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Y4E UW% Wavelength: 0.63
a3}#lY): Refractive index: 1.5+0i
|M&i#g<A; Angle Initial: -90.0
)nJo\HFXv Angle Final: 90.0
+% yVW f Number of Steps: 721
#XSs.i{ Distance: 100, 000*wavelength
B<)c{kj Intensity
r0
%W GMk2 mDJF5 I 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
fwvPh&U& 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
d) V"tSC, 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
