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：
cw|3W] •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
jU.z{(s •光栅布局
模拟和后处理分析
u P2e/ a 布局layout
t>"UenJt- 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
]=!wMn* * 图1.二维光栅布局
$_ IvzbOh o|O730"2F 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_rt+OzZ*L zrVw l\& 步骤：
2%P{fJbwd 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Lgp{ h K 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ea[vzD] Wafer Dimensions：
Z>
Jm Length (mm): 8.5
l*~O;do Width (mm): 3.0
4Bg"b/kF F3+
;2GG2 2D wafer properties:
m_YXTwwx Wafer refractive index: Air
#0>??]& r 3 点击 Profiles 与 Materials.
Y1fcp _]m U|SF;T
. 在“Materials”中加入以下
材料：
C'$w*^me Name: N=1.5
hS&3D6G t Refractive index (Re:): 1.5
4FrP%|%E~ N c;cb Name: N=3.14
R r#Zcs!G Refractive index (Re:): 3.14
m#6RJbEz "i>?Tg^ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
S;@nPzhc Name: ChannelPro_n=3.14
`R[cM; c2 2D profile definition, Material: n=3.14
v2eLH:6 `|kW%L4 Name: ChannelPro_n=1.5
8R|!$P 2D profile definition, Material: n=1.5
t Sibz l~ TL u+5f 6．画出以下波导结构：
(Y i 1U~{: a. Linear waveguide 1
p GZiADT Label: linear1
$ fifx>! Start Horizontal offset: 0.0
lRA =IRQ] Start vertical offset: -0.75
+}3l$L'bY End Horizontal offset: 8.5
FK;3atrz End vertical offset: -0.75
(4]M7b[S$ Channel Thickness Tapering: Use Default
r~rft w Width: 1.5
rnAQwm-8O% Depth: 0.0
X5U#^^O$E% Profile: ChannelPro_n=1.5
Y oDL/ 7)Cn 4{B6 b. Linear waveguide 2
9-:\ N H^; Label: linear2
OHRkhwF. Start Horizontal offset: 0.5
hp|.hN(kS] Start vertical offset: 0.05
'#<4oW\] End Horizontal offset: 1.0
tKS'#y!R End vertical offset: 0.05
s#Ayl]8r Channel Thickness Tapering: Use Default
w?#s)z4}g Width: 0.1
P{m(.EC_ Depth: 0.0
ZLI t 3 Profile: ChannelPro_n=3.14
5aZbNV}- #jj+/>ZOi 7.加入水平平面波：
76 oJCNY Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
G0%},Q/ Input field Transverse: Rectangular
7q%xF#mK= X Position: 0.5
WUBI( g\ Direction: Negative Direction
gOy;6\/ Label: InputPlane1
Oa.84a 2D Transverse:
8sus$:Ry Center Position: 4.5
<aQ<Wy=\ Half width: 5.0
;yu#Bs Titlitng Angle: 45
;F_pF+&q Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
MCO2(E- 图2.波导结构（未设置周期）
}3O 0nab m?O~( 6k@C 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
a ^ o'KN{ 将Linear2代码段修改如下:
C'7DG\pr Dim Linear2
Y_zMj`HE for m=1 to 8
XCyU)[wY Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
H\fsyxM7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
gNHS:k\" Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
q6'Q-e) Linear2.SetAttr "Depth", "0"
zJ6""38Pr Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
h6b(FTC^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
j- cp Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
bW gRGJqt Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
~^TH5n `r'$l<(4WV 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。
F| jl=i 图3.光栅布局通过VB脚本生成
lqTc6 @:D 5OCt Q4u 设置仿真参数
eo*l^7 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
a]/KJn /B( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
s0O]vDTR,H TE simulation
e9R H [: Mesh Delta X: 0.015
jp;]dyU Mesh Delta Z: 0.015
B*(BsXQLY Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
b:5-0uxjs 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
u69UUkG Number of Anisotropic PML layers: 15
ck< `kJ`b 其它参数保持默认
Ht:\
z;cu 运行仿真
Lb?WhjqZ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
9}wI@ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
.07"I7 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
= GyABK G@KDRv 远场分析
衍射波
G^sx/H76J 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
C*}P L 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Uc,MZV4 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
k;B [wEW@ 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)
;W T<] 图4.远场计算对话框
qSGM6kb Pr:\zI 5. 在远场对话框，设置以下参数：
hVz] wKP Wavelength: 0.63
hF{gN3v5 Refractive index: 1.5+0i
UZdGV?o ? Angle Initial: -90.0
4 fIjVx Angle Final: 90.0
{+m8^-T Number of Steps: 721
F$-f j "jC Distance: 100, 000*wavelength
BhYvEbt Intensity
2F+"v?n=\ >$ tU @mq 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
wfv\xHG 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
wH$qj'G4CN 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
