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：
{N}a z"T4f •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$0 .6No_| •光栅布局
模拟和后处理分析
uLzE'Z mV 布局layout
08xo_Oy sq 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
q~}oU5 图1.二维光栅布局
:k_&Zd j,B )pl5nu#< 用VB脚本定义一个2D光栅布局
j;`pAN(' q'8*bu _ 步骤：
TBt5Nqks- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#ELe W3
S} 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 HX2u{2$ Wafer Dimensions：
{P hq39g Length (mm): 8.5
yz K<yvN Width (mm): 3.0
ijOp{ O5r8Ghf ) 2D wafer properties:
2L&c91=wE Wafer refractive index: Air
LVg#E*J 3 点击 Profiles 与 Materials.
)IcSdS0@M QwX81*n x 在“Materials”中加入以下
材料：
D`@a*YIq Name: N=1.5
d'W2I*Zc< Refractive index (Re:): 1.5
S%MDQTM Xr
K29a Name: N=3.14
T{
@@V Refractive index (Re:): 3.14
&lLk[/b zd5=W"Y;] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_fS\p|W (E Name: ChannelPro_n=3.14
B}TY + @ 2D profile definition, Material: n=3.14
I-^sJ@V; :j`f%Vg~x Name: ChannelPro_n=1.5
`"65 _?B i 2D profile definition, Material: n=1.5
^gcB+ 32K& IfV 6．画出以下波导结构：
!M 8_PC*a a. Linear waveguide 1
t a{24{?M\ Label: linear1
"a2|WKpD Start Horizontal offset: 0.0
~u$ cX1M Start vertical offset: -0.75
9KX% O-' End Horizontal offset: 8.5
; +\h$ End vertical offset: -0.75
#Gi`s?
Channel Thickness Tapering: Use Default
!(q@sw( Width: 1.5
8$~oiK%fw Depth: 0.0
</;e$fh` Profile: ChannelPro_n=1.5
~T H4='4W3 d2eXN3" b. Linear waveguide 2
iYB c4 'X Label: linear2
0JtM|Mg Start Horizontal offset: 0.5
h
F +aL Start vertical offset: 0.05
JE}VRMNr End Horizontal offset: 1.0
'l(s)Oa{M: End vertical offset: 0.05
xwo *kFg Channel Thickness Tapering: Use Default
jv.tg,c _6 Width: 0.1
L91vp'+2 Depth: 0.0
O^!ds Profile: ChannelPro_n=3.14
'a0M.*f}G U3_ O}X+ 7.加入水平平面波：
WA2NjxYz Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
xY]q[a?cy Input field Transverse: Rectangular
*=oO3c0|b, X Position: 0.5
*0" oj fVn Direction: Negative Direction
WD\Y x~ o Label: InputPlane1
$B?8\>_? 2D Transverse:
%ud-3u52M8 Center Position: 4.5
3:xx:Jt Half width: 5.0
}IWt\a<d Titlitng Angle: 45
+JYb )rn$^ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Wi=zu[[qc 图2.波导结构（未设置周期）
fNi&r0/-t 2'=)ese 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。
F_0D)H)N@ 将Linear2代码段修改如下:
w-JWMgY8w Dim Linear2
n@tt.n!{l for m=1 to 8
1|8Bv0-b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
m7i_ Iv Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
^[SW07o~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
\%r0 '1f Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Y7 +c/co Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
f tM lm_u Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
d1_kw
A2y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
8nBYP+t,e Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%J-:%i I(7 GVYM 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。
7*{l\^ism; 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>{ {ds-- fsPsP`| 设置仿真参数
7WH'GoBh 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
> }f!. i 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Ps.xY;Y TE simulation
syLdm 3d| Mesh Delta X: 0.015
##''d||u Mesh Delta Z: 0.015
P9m Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
LhKbZ oPp 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
nHeJ2 0 Number of Anisotropic PML layers: 15
j]&Qai~}Y 其它参数保持默认
C.ynOo,W 运行仿真
rb@[ Edj • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Z[VrRT,\c • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Jc?zX8>Ae: • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
=Pn"nkpML 9mk@\Gqqm 远场分析
衍射波
O)V;na 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
G*EF_N. G0 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
xU%]G .k 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
B &B4 P 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)
:0(^^6Q\ 图4.远场计算对话框
U"|1 @W# DjaXJ?' 5. 在远场对话框，设置以下参数：
@TW:6v` Wavelength: 0.63
DM v;\E~D Refractive index: 1.5+0i
+}at#%1@ Angle Initial: -90.0
Zs t)S( Angle Final: 90.0
+JG05h%' Number of Steps: 721
vh&~Y].W Y Distance: 100, 000*wavelength
=9 QyO h Intensity
o =94H7@ Has}oe[ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~]no7 O4 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
=e
1Q>~ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
