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：
E( us'9c •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
s,a}? W •光栅布局
模拟和后处理分析
,lCgQ0}< 布局layout
@
P|LLG' 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Q f(p~a(d 图1.二维光栅布局
|yo\R{&6 +a^F\8H 用VB脚本定义一个2D光栅布局
m7T) m0 p }[ zt#v 步骤：
pRSOYTebP 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!|c|o *t{ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Ts~L:3oaQ Wafer Dimensions：
l }XU 59 Length (mm): 8.5
ja=F 7Usb Width (mm): 3.0
xq"Jy=4Q* xC
C:BO`pw 2D wafer properties:
| d6T/Uxo Wafer refractive index: Air
|p$spQ 3 点击 Profiles 与 Materials.
43V}# DA@ mDZ*E !B 在“Materials”中加入以下
材料：
,^icPQSwc Name: N=1.5
DNP13wp@ Refractive index (Re:): 1.5
? `J[[", $['Bv Name: N=3.14
Z4IgBn(Z_} Refractive index (Re:): 3.14
}^B6yWUN LkQX?2>] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
B:7mpSnEQ Name: ChannelPro_n=3.14
}B~If}7 2D profile definition, Material: n=3.14
{\[5}nV ;2Q~0a| Name: ChannelPro_n=1.5
?)e37 2D profile definition, Material: n=1.5
trE{ FT KN-avu_Ix 6．画出以下波导结构：
B7]MGXC a. Linear waveguide 1
Pb*5eXk Label: linear1
"Ky; a?Y Start Horizontal offset: 0.0
Ks}Xgc\ Start vertical offset: -0.75
2k<;R': End Horizontal offset: 8.5
GRY2?' ` End vertical offset: -0.75
LY+|[qka Channel Thickness Tapering: Use Default
"n*~Mj Ny Width: 1.5
*{+G=d Depth: 0.0
2h%z ("3/ Profile: ChannelPro_n=1.5
~Ch+5A; -kbg\,PW b. Linear waveguide 2
r [ K5w Label: linear2
`mN4_\] Start Horizontal offset: 0.5
eilYA_FL. Start vertical offset: 0.05
t]X w{)T End Horizontal offset: 1.0
f|sFlUu& End vertical offset: 0.05
$ [yFsA6 Channel Thickness Tapering: Use Default
WVLHfkN Width: 0.1
E AeqLtFqs Depth: 0.0
|2KAo! PI Profile: ChannelPro_n=3.14
Q?X>E3=U NssELMtF!g 7.加入水平平面波：
$HJwb-I Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
QD%L0;j Input field Transverse: Rectangular
H9CS*|q6r X Position: 0.5
}*L(;r)q Direction: Negative Direction
$1v&azM. Label: InputPlane1
."FuwKSJCo 2D Transverse:
o *J3C> Center Position: 4.5
QVt Qx>K` Half width: 5.0
x*/S*!vx\ Titlitng Angle: 45
~*wk6&| Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@9"J|} 图2.波导结构（未设置周期）
KGg 3 !jY l'eyq}& 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
!/wtY I-` 将Linear2代码段修改如下:
IC7M$ Dim Linear2
k1 !@^A for m=1 to 8
%Z1 N;g0 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
)E o)t> Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ZMq6/G*fD Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Gn&4V}F Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Gy(=706 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Q 7?#=N? Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^U!0-y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
gdQv p=v] Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
HZ:6zH 1{JV}O 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。
[D4 Es 图3.光栅布局通过VB脚本生成
H7DJ~z~J 5wDg'X]>V 设置仿真参数
nX`u[ks 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
^\ S ~?0^m 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
H|HYo\@F# TE simulation
W@I|Q - Mesh Delta X: 0.015
m+T;O/lG0{ Mesh Delta Z: 0.015
Xx>X5Fy Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
$[a8$VY^Cm 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
O*FUTZd( J Number of Anisotropic PML layers: 15
#$ 8% w 其它参数保持默认
YF>m$?; 运行仿真
|}di&y@-JI • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4J/}]Dr5 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
lSVp%0jR • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
_ =VqrK7T "ozr+:#\ 远场分析
衍射波
kTu [ y ; 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
=* c7i]@} 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
9 %I?).5 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
sl`s_$J 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)
%D%8^Z d_ 图4.远场计算对话框
]rH\`0 2Ay * kmW 5. 在远场对话框，设置以下参数：
1;Cyz ) Wavelength: 0.63
`-J%pEIza Refractive index: 1.5+0i
Vy Xhl; Angle Initial: -90.0
H2jgO?l;! Angle Final: 90.0
3yU.& k Number of Steps: 721
YA_c
N5p/@ Distance: 100, 000*wavelength
zck#tht4
n Intensity
xqG[~)~ R6kD=JY/! 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
7WkB>cn 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
gM
u"2I5 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
