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：
_W@Fk)E6N •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
ZboJszNb; •光栅布局
模拟和后处理分析
#$B,8LFz,$ 布局layout
A1}+j-D7!y 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4l UE(#kUM 图1.二维光栅布局
E!l1a5qB KrG6z#)Uz 用VB脚本定义一个2D光栅布局
I/V #[K C gO! h<1 ! 步骤：
na:^7:I 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
+p6\R;_E 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 R+hS;F nh% Wafer Dimensions：
lfeWtzOf Length (mm): 8.5
l:,UN07s Width (mm): 3.0
m1i$>9, 2Lgvy/uN 2D wafer properties:
P]{.e UB@c Wafer refractive index: Air
j|dzd<kE6 3 点击 Profiles 与 Materials.
EXzNehO~e A"VXs1>_^ 在“Materials”中加入以下
材料：
B4&pBiG&f6 Name: N=1.5
Q & Ahr Refractive index (Re:): 1.5
>F_Ne)}qTQ DC7}Xly( Name: N=3.14
K -1~K Refractive index (Re:): 3.14
Ao0PFY &YKzK)@ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Q9zpX{JT Name: ChannelPro_n=3.14
zN JyF;3 2D profile definition, Material: n=3.14
vqZM89 xY :E`l(sI7J} Name: ChannelPro_n=1.5
q#-H+7 5 2D profile definition, Material: n=1.5
f(o`=% k8 Jo+C!kc 6．画出以下波导结构：
4aKy]zPoE a. Linear waveguide 1
o?+e _n= Label: linear1
c &(, Start Horizontal offset: 0.0
~kT{O!x}4 Start vertical offset: -0.75
)/N! {`.9 End Horizontal offset: 8.5
RUh{^3;~ End vertical offset: -0.75
u5M{s;{11r Channel Thickness Tapering: Use Default
C YKGf1;If Width: 1.5
UF&Wgj [ Depth: 0.0
|JQKxvjT Profile: ChannelPro_n=1.5
) <~7<.0 ^- Ji]5~ b. Linear waveguide 2
boovCW Label: linear2
zZiV BUmE< Start Horizontal offset: 0.5
h9n CSj Start vertical offset: 0.05
!
NE q|Y End Horizontal offset: 1.0
OAOmd
4 End vertical offset: 0.05
t }l<#X5 Channel Thickness Tapering: Use Default
SX;IUvVE5 Width: 0.1
Ooy96M~_G Depth: 0.0
$dw;Kj'\ Profile: ChannelPro_n=3.14
}C#d;JC ohk =7d.' 7.加入水平平面波：
&>+Z$ZD Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
O v6=|]cW Input field Transverse: Rectangular
8;3FTF X Position: 0.5
r'?&VS-Cj Direction: Negative Direction
kk#d-!
$[ Label: InputPlane1
<{kj}n xz 2D Transverse:
!!%F$qUd\ Center Position: 4.5
!/j|\_O Half width: 5.0
ZVU)@[s Titlitng Angle: 45
k{62UaL. Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~'i uh>O) 图2.波导结构（未设置周期）
$hh=-#J8 q1Mk_(4oJ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
'9X wUQx 将Linear2代码段修改如下:
\v Go5` Dim Linear2
Elx bHQj6 for m=1 to 8
2c]O Mtk Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
E;0"1
P|S Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
C?k4<B7V Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
c7_b^7h1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
u Rg^ : Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<o}t-Bgg Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
tnntHQ&b Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
}e)ltp| Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
u"ow ?[E Dl6zl 6q? 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
9'M({/7y 图3.光栅布局通过VB脚本生成
wB{-]\H`\ l|9`22 G 设置仿真参数
cvt2P}ma# 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
5E}i<}sq5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
a*`J]{3G TE simulation
M Cz3RZ K Mesh Delta X: 0.015
@ *dA<N.9 Mesh Delta Z: 0.015
O^GTPYW Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
EBm\rM8 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Zzs pE} Number of Anisotropic PML layers: 15
X8<ygci+.5 其它参数保持默认
:tMWy
m 运行仿真
S5vJC-" • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Im =E?t • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
3:RZ@~ u= • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
E#OKeMK 5k @ k 远场分析
衍射波
;(A'XA4
6N 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
BDA\9 m^3 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
k<y$[xV 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
fO+;%B 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)
R?k1)n 图4.远场计算对话框
F-t-d1w6 #cA}B
L!3 5. 在远场对话框，设置以下参数：
}-kb"\X%g Wavelength: 0.63
s_|wvOW)' Refractive index: 1.5+0i
aG!! z> Angle Initial: -90.0
\ y=,=;yv Angle Final: 90.0
;J<kG@ Number of Steps: 721
ax$0J|}7 Distance: 100, 000*wavelength
Xc.~ 6nYp Intensity
I]h+24 _S zR:S.e< 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
,}<v: ! 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;tj_vmZ@R 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
