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：
{H $\ , •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
E R5Q` H •光栅布局
模拟和后处理分析
v5w I ?HE 布局layout
p`1d'n [ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
$EviGZFAaR 图1.二维光栅布局
2{p`"xX -ihF)^"a 用VB脚本定义一个2D光栅布局
vG\]xM'u nB,FJJ{kb 步骤：
P>pkLP}
Vo 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#Op fc8pm' 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 S97.O@V!$ Wafer Dimensions：
7!oqn'#>A Length (mm): 8.5
7L;yN..0 Width (mm): 3.0
q 9WdJ!-^X 9z'</tJ` 2D wafer properties:
NFLmM Wafer refractive index: Air
<
q; ] 3 点击 Profiles 与 Materials.
_gC<%6#V`r
{yt]7^ 在“Materials”中加入以下
材料：
r.i.w0B( Name: N=1.5
w,3`Xq@ Refractive index (Re:): 1.5
(P`{0^O"} e,~c~Db*
Q Name: N=3.14
y13=y}dyDH Refractive index (Re:): 3.14
//ZB B,[@ ^ ?tAt3dMI 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
s7 xRry Name: ChannelPro_n=3.14
Q=PaTh
2D profile definition, Material: n=3.14
&p ;};n Z(as@gj H Name: ChannelPro_n=1.5
D<++6HN&# 2D profile definition, Material: n=1.5
'12|:t&7 kOdS^- 6．画出以下波导结构：
QwT ]|
6> a. Linear waveguide 1
5)$U<^uy Label: linear1
@/$mZ] |T Start Horizontal offset: 0.0
_"0n.JQg Start vertical offset: -0.75
MqoQs{x End Horizontal offset: 8.5
<*(~x esPS End vertical offset: -0.75
/mD KQ < Channel Thickness Tapering: Use Default
n;Iey[7_E` Width: 1.5
RTY$oUqlZ Depth: 0.0
!+hX$_RT Profile: ChannelPro_n=1.5
_a<PUdP GV[%P b. Linear waveguide 2
M0]l!x#7 Label: linear2
29qQ3M? Start Horizontal offset: 0.5
iBo-ANnK9 Start vertical offset: 0.05
)D[xY0Y~ End Horizontal offset: 1.0
2{ V| End vertical offset: 0.05
c(Ha"tBJ Channel Thickness Tapering: Use Default
l?FNYvL Width: 0.1
-- ^D )n Depth: 0.0
b$$XriD] Profile: ChannelPro_n=3.14
\~?s= LT K FfwZkj{ 7.加入水平平面波：
*e>:K$r Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
zf o.S[R@ Input field Transverse: Rectangular
Y}?@Pm drz X Position: 0.5
FBY~Z$o0. Direction: Negative Direction
.ERO*Tj Label: InputPlane1
^U`q1Pg5 2D Transverse:
=u'/\nxCF Center Position: 4.5
O,OGq0c Half width: 5.0
c''O+,L1+ Titlitng Angle: 45
WX=+\`NyJ( Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
A.h?#%TLL 图2.波导结构（未设置周期）
8U(a&G6gn l:|Fs =\ 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。
n9J>yud| 将Linear2代码段修改如下:
_:K}DU'6 Dim Linear2
>b$<lo for m=1 to 8
<bjy<98LT Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
hy]AH)?pR Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
/Z @.;M Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
*ap#*}r!Nk Linear2.SetAttr "Depth", "0"
z::2O/ho Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
4dok/ +E c Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
U)PumU+z$u Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
@'rO=(-b Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
[ho 'Pc3A< y(S0
2v>l 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。
y]+A7| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
/<2_K4(-{4 ]e3nnS1*. 设置仿真参数
dog,vUu 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
>lj3MNSH 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
&
vIKN GJ^ TE simulation
lz* 2wGI9 Mesh Delta X: 0.015
A+l" Mesh Delta Z: 0.015
o{hK t? Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
>I!(CM":s$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
' FK" -)s Number of Anisotropic PML layers: 15
$+);!?^|: 其它参数保持默认
#RD%GLY 运行仿真
-s 1VlS/ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
z? aD Oh • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
HkN +: • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
zKutx6=aj ={Hbx> p 远场分析
衍射波
4<Y?#bm' 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
1_QO>T' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
**"P A8 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
L!G3u / 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
[n"<(~ 图4.远场计算对话框
+W1rm$Q &Xav$6+Z1J 5. 在远场对话框，设置以下参数：
TGLXv P&
\ Wavelength: 0.63
6{~I 7!m" Refractive index: 1.5+0i
DNy)\+ [
Angle Initial: -90.0
tc',c},h~, Angle Final: 90.0
EGt)tI& Number of Steps: 721
-5[GX3h0 Distance: 100, 000*wavelength
6\ K)\ Intensity
vK C>t9 5 ;:4puv+] 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
%xRS9A 4 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
l rzW H0Q 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
