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：
`DLp<_z>
•使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
O^9CV*]!n •光栅布局
模拟和后处理分析
K8HIuQ!= 布局layout
Rx6l|'e 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
yoBgr7gS 图1.二维光栅布局
Jd5\&ma Go >wo/Sb 用VB脚本定义一个2D光栅布局
gi6g"~%@q1 8Y2 xW` 步骤：
q$r&4s)To 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
GE1i+.+-. 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 m\>|C1oR y Wafer Dimensions：
'yp >L| Length (mm): 8.5
#`W=m N(+k Width (mm): 3.0
gNShOu v*E(/}<v 2D wafer properties:
%35L=d[ Wafer refractive index: Air
CRH{E}> 3 点击 Profiles 与 Materials.
j-7u>s-l _e%dM 在“Materials”中加入以下
材料：
]@v}y& Name: N=1.5
&V'519vmoZ Refractive index (Re:): 1.5
XC[]E) 8 Btj#EoSI_ Name: N=3.14
Ve{n<{P Refractive index (Re:): 3.14
^Ye\u 1n4 l)4O . * 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
vr=~M? Name: ChannelPro_n=3.14
_7U]&Nh99 2D profile definition, Material: n=3.14
/;?M?o"H N X pmT4 Name: ChannelPro_n=1.5
&59F8JgJ 2D profile definition, Material: n=1.5
_V@WNo%B xwRhs!`t1 6．画出以下波导结构：
=#qZ3 Qz_ a. Linear waveguide 1
~q)u(W C| Label: linear1
JB3 "EFv Start Horizontal offset: 0.0
5 7wFf-P Start vertical offset: -0.75
Wf# VA;d End Horizontal offset: 8.5
,LD m8 End vertical offset: -0.75
UtnZNdl v Channel Thickness Tapering: Use Default
!b8uLjd; Width: 1.5
:ygWNK[ 6D Depth: 0.0
o*">KqU`b Profile: ChannelPro_n=1.5
Ko6^ i I1 r9#
\13- b. Linear waveguide 2
OS -sk! Label: linear2
Z(j{F<\jS Start Horizontal offset: 0.5
1B|8ZmFJj Start vertical offset: 0.05
+TK3{5`!Ae End Horizontal offset: 1.0
)p<WDiX1!e End vertical offset: 0.05
a5 @ z:i Channel Thickness Tapering: Use Default
F]UQuOR) Width: 0.1
3 iRA$C-p Depth: 0.0
As~(7?]r Profile: ChannelPro_n=3.14
+Y}V3(w9X ; }qhc l+ 7.加入水平平面波：
+k.%PO0n p Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:4:N f Input field Transverse: Rectangular
?+ ~cA^-3T X Position: 0.5
|?d#eQ9a Direction: Negative Direction
Kz jC/1sd Label: InputPlane1
. Obn&S 2D Transverse:
K{@ 3\5< Center Position: 4.5
.Da'pOe Half width: 5.0
:w`3cw Q Titlitng Angle: 45
(-0ePSOG Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?-MP_9!JK 图2.波导结构（未设置周期）
K<4Kk3 0V$k 7H$Z 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。
*>NX%by) 将Linear2代码段修改如下:
Ej=3/RBsV Dim Linear2
VA] e for m=1 to 8
eg/<[ A: Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
6KHN& P Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
BHA923p? Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
;{#^MD MB Linear2.SetAttr "Depth", "0"
<q
(z>*-e Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
sa1h%< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
v>Lm;q( Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
J-xS:Ha'l Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ehNzDr\s Es5f*P0 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。
7y^%7U \ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
#m<tJnEO GsQ*4=C 设置仿真参数
KS}hU~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
31WC=ur5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
@{hd{>K* TE simulation
q%(EYM5Y Mesh Delta X: 0.015
C NsNZJ Mesh Delta Z: 0.015
@I`C#~ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Z[Qza13lo 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
%FZ2xyI. Number of Anisotropic PML layers: 15
5cJ !" 其它参数保持默认
kDvc"
,SD# 运行仿真
5U`ZbG • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
t 5B7I59 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<TG n=>u • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
uo\ .7[1
e~l#4{w 远场分析
衍射波
1Xu?(2;NF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
q h/F 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
B* kcN lW 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
E/M_l vQ 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)
A4 C+5R 图4.远场计算对话框
x5}'7,A 1MlU G5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
VKp*9 %9 Wavelength: 0.63
Tm}rH]F& Refractive index: 1.5+0i
&H}r%%|A Angle Initial: -90.0
kOO Gw:/ Angle Final: 90.0
ncu`vYI. Number of Steps: 721
, DdB^Ig<r Distance: 100, 000*wavelength
%nN `|\ Intensity
{S/yL[S. j9Yb x# 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
r={c,i 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;~fT,7qBah 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
