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：
mNWm p_c,1 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
{cq; SH •光栅布局
模拟和后处理分析
o^d(mJZ.F~ 布局layout
>umcpkp- h 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
FzA_-d/_dg 图1.二维光栅布局
CPF d 3 3 <P(d%XEl 用VB脚本定义一个2D光栅布局
EX=+TOkAf ) ?+-Z2BwA 步骤：
Xv9kJ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
n"(n*Hf7b 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 qYGnebn@\ Wafer Dimensions：
z! D >l Length (mm): 8.5
(ZT*EFhb( Width (mm): 3.0
nBWrkVX ^['% wA% 2D wafer properties:
o T5?*3f Wafer refractive index: Air
v^HDR 3I 3 点击 Profiles 与 Materials.
M)V z9, }\ OLBg/ 在“Materials”中加入以下
材料：
{~[H"h537t Name: N=1.5
< 5;0LPU Refractive index (Re:): 1.5
xJJlV P . A &Ey5 Name: N=3.14
fn&gM\<-+( Refractive index (Re:): 3.14
It( 8s)5 KaBze67<| 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ubj
~ULA Name: ChannelPro_n=3.14
*{)[:; 2D profile definition, Material: n=3.14
_+wv3?
c" !M)! Name: ChannelPro_n=1.5
2:&8FdU 2D profile definition, Material: n=1.5
t \Fc < T,`'qZ> 6．画出以下波导结构：
`IFt;J a\6 a. Linear waveguide 1
Kg~<h B6 Label: linear1
} sd-X`lZ Start Horizontal offset: 0.0
` {k>I^Pg Start vertical offset: -0.75
nw Or End Horizontal offset: 8.5
mhnD1}9,Ih End vertical offset: -0.75
D 7 [n^WtL Channel Thickness Tapering: Use Default
?G* XZ0u~ Width: 1.5
c zL[W2l Depth: 0.0
|t4k&Dkx` Profile: ChannelPro_n=1.5
{{tH$j? Q !5? #^q b. Linear waveguide 2
)[~ #j6 Label: linear2
)j',e $m Start Horizontal offset: 0.5
^ Gq2"rDM Start vertical offset: 0.05
N+"Y@X yg End Horizontal offset: 1.0
JihI 1C End vertical offset: 0.05
F,11 \j Channel Thickness Tapering: Use Default
?0DCjh8We Width: 0.1
G|4 vnI S Depth: 0.0
cx _[Y Profile: ChannelPro_n=3.14
^ B=x-G. b+OLmd 7.加入水平平面波：
J=
ia Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
ig")bt3s5 Input field Transverse: Rectangular
I{_St8 X Position: 0.5
>#$( M5&}- Direction: Negative Direction
c1jHg2xim Label: InputPlane1
l(v$+ 2D Transverse:
^t*+hFEI Center Position: 4.5
zt[TShD^ Half width: 5.0
rPaD#GA[7 Titlitng Angle: 45
m B"zyL- Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
bL)g+<:F 图2.波导结构（未设置周期）
SR*%-JbA ]n _- 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
/J EH%) 将Linear2代码段修改如下:
eG"iJ %I Dim Linear2
E&{*{u4 for m=1 to 8
lE?e1mz{
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
dsR{
P,! Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
q-o= lU" Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@7u4v%,wB Linear2.SetAttr "Depth", "0"
N5}vy$t_P Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
YUT"A{L Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
IywovN Tr Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7v?tSob:b Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
S4qh8c 7@fd[ 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。
CV]PCq! 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Kp ~k!6x at,Xad\j 设置仿真参数
s mIZ:L % 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
f OE: ~3Q 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~e
6yaX8S TE simulation
6ynQCD Mesh Delta X: 0.015
o4w+)hh Mesh Delta Z: 0.015
~1|sf8 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
iV'-j,-i 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
iBp 71x65 Number of Anisotropic PML layers: 15
l >~ :lBO 其它参数保持默认
AN ^ , 运行仿真
L9Fx
Lw41 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
px //q4 U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@h>#cwhU • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
"*+epC|ks %bDd 远场分析
衍射波
Xuh_bW&zF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
j"94hWb 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
{D."A$AAa 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
i$"FUC~' 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)
A'[A!N L% 图4.远场计算对话框
aI8wy-3 I +bdkqdB9 5. 在远场对话框，设置以下参数：
)@R:$l86 Wavelength: 0.63
?#04x70 Refractive index: 1.5+0i
w2+RX-6Ie Angle Initial: -90.0
(g7nMrE$j Angle Final: 90.0
;lYO)Z`3\ Number of Steps: 721
9?,n+ Distance: 100, 000*wavelength
1 _5[5K^ Intensity
`(Q58wR} ,Yi =s;E 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
m G?a)P 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
PDD` eK}Fj 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
