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：
k(pI5N}pJZ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
(,
/`*GC •光栅布局
模拟和后处理分析
7+0Kg'^+n 布局layout
7I B<0 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
s { p-cV 图1.二维光栅布局
~,WG284 Q0K2md_%x 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c
Owa^; rG|lRT3-K 步骤：
zc01\M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
:hr % 6K7 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 3gV
17a Wafer Dimensions：
y3 {'s>O6 Length (mm): 8.5
v;AsV`g Width (mm): 3.0
l\x cR]O FNL[6. !PV 2D wafer properties:
``$Dgj[ Wafer refractive index: Air
kU{+@MA; 3 点击 Profiles 与 Materials.
Mrysy)x |T\`wcP`q 在“Materials”中加入以下
材料：
VW: WB.K$ Name: N=1.5
y.(Yh1 Refractive index (Re:): 1.5
V` 7 e&sZ]{uD Name: N=3.14
>- J%=P Refractive index (Re:): 3.14
R?MRRq _uwM%M ; 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Yef=HS zo Name: ChannelPro_n=3.14
}% Mj`Bh 2D profile definition, Material: n=3.14
N3O3V5':! UKX9C"-5v Name: ChannelPro_n=1.5
d5Hp&tm 2D profile definition, Material: n=1.5
sA$x2[*O Tg Ma! Vz 6．画出以下波导结构：
HHVCw7r0 a. Linear waveguide 1
:0@R(ct;> Label: linear1
ko<u0SjF)u Start Horizontal offset: 0.0
KmS$CFsGL Start vertical offset: -0.75
^/@Z4(E End Horizontal offset: 8.5
j3>0oe! End vertical offset: -0.75
.TZ 0F xW Channel Thickness Tapering: Use Default
&O8vI ,M Width: 1.5
)aSj!X'`; Depth: 0.0
>f+qImH Profile: ChannelPro_n=1.5
?+Gc. lU +g %h,@ b. Linear waveguide 2
RN:VsopL Label: linear2
)S?. YCv? Start Horizontal offset: 0.5
SB~HHx09 Start vertical offset: 0.05
m8M2k a End Horizontal offset: 1.0
YX*NjXL End vertical offset: 0.05
~EIK Channel Thickness Tapering: Use Default
wHx@&Tp Width: 0.1
ox:m;-Ml?_ Depth: 0.0
zplAH!s5'' Profile: ChannelPro_n=3.14
MpY/G%3 0\tV@ 6p2= 7.加入水平平面波：
m q#8 [D Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
RJ}%pA4I Input field Transverse: Rectangular
<MK4# I1I X Position: 0.5
zXX =WH Direction: Negative Direction
N"/J1
Label: InputPlane1
)<ig6b% 2D Transverse:
wFbw3>'a9 Center Position: 4.5
{ovt
6C Half width: 5.0
BjX*Gm6l Titlitng Angle: 45
+ az=EF Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
B`{7-Asc1 图2.波导结构（未设置周期）
*2,tGZ s!73To}> 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。
,8. Fd|#L 将Linear2代码段修改如下:
g \.O5H9Od Dim Linear2
]?p 9)d=%< for m=1 to 8
u uaoBf Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
,I|3.4z Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
]mzghH:E Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
wWYo\WH' Linear2.SetAttr "Depth", "0"
o?,c#g Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
(V(8E%<c Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
\]Bwib%h Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
" fXs! Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
=w !>/#U eP(|]Rk 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。
iQd,xr 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5,_DM
kR0/jEz
C 设置仿真参数
=|+%^)E
1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
bU4l|i;j 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
5ho!}K TE simulation
>mAi/TZC Mesh Delta X: 0.015
E$"` |Df Mesh Delta Z: 0.015
,DL%oQR Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
-3GlpC22 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
F+ <e9[ Number of Anisotropic PML layers: 15
m!- R}PQC 其它参数保持默认
@| 2sF 运行仿真
61SbBJ6[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
V}aZ}m{J • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
A u10]b • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
byJR6f `g+Kv&546 远场分析
衍射波
\"7U,y', 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
[,y Yr 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
2rGg 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
BMdcW
MYU\ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
jvQpf d 图4.远场计算对话框
}PUY~
u @
JfQ}` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
bHRRgR`, Wavelength: 0.63
{Gvv^.H 7 Refractive index: 1.5+0i
i'YM9* yN Angle Initial: -90.0
X ..<U}e Angle Final: 90.0
Ghf/IXq# Number of Steps: 721
] ? *'[ Distance: 100, 000*wavelength
{i"t h(J$
Intensity
G,X> f? ruU &.mZ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Q TIC5cl, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
{
Ba_.]x 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
