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：
8N \<o7t% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
h"nhDART< •光栅布局
模拟和后处理分析
J j?HOtaM 布局layout
EjMVlZC> 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
1D_& n@ 图1.二维光栅布局
uVTacN%X kc(m.k!|f\ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
,3N>`]Km' TD%&9$F 步骤：
^`k;~4'd 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
6%}`!_N<Mc 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ?U+hse3e~ Wafer Dimensions：
`!$6F:d_l Length (mm): 8.5
wl&T9O;? Width (mm): 3.0
*ow`}Q Va?i#<a 2D wafer properties:
b.v +5=)B Wafer refractive index: Air
8&M<?oe 3 点击 Profiles 与 Materials.
<bb!BS&w .$7RF!p 在“Materials”中加入以下
材料：
P;o {t Name: N=1.5
} C: i0Q Refractive index (Re:): 1.5
J]#rh5um E*`PD<:)H Name: N=3.14
]E$NJq| Refractive index (Re:): 3.14
o$eCd{HuX -g m5E qi 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
A]TEs)#*7) Name: ChannelPro_n=3.14
Hy1$Kvub 2D profile definition, Material: n=3.14
G%FZTA6a [^s;Ggi9 Name: ChannelPro_n=1.5
EQ ee5} 2D profile definition, Material: n=1.5
FR[I~unqD n1{[CCee@ 6．画出以下波导结构：
/ Ws>;0 a. Linear waveguide 1
l cHf\~ Label: linear1
"+T`{$Z=C Start Horizontal offset: 0.0
\*=wm$p&* Start vertical offset: -0.75
!u@P\ 8M} End Horizontal offset: 8.5
DqT<bNR1*; End vertical offset: -0.75
hPSMPbI Channel Thickness Tapering: Use Default
^)?Wm,{"w Width: 1.5
^h$*7u"^y Depth: 0.0
S'8 +jY Profile: ChannelPro_n=1.5
Y|Q(JX 6ICW>#f I` b. Linear waveguide 2
D<d, 9 S,) Label: linear2
^n0;Q$ \ Start Horizontal offset: 0.5
G(.G>8pf Start vertical offset: 0.05
E&zf<Y End Horizontal offset: 1.0
i7-~"g End vertical offset: 0.05
Lm~<BBp. Channel Thickness Tapering: Use Default
!(F?`([A Width: 0.1
=Q40]>bpx Depth: 0.0
n H?6o#]N Profile: ChannelPro_n=3.14
'Og@<~/Xy F- w AQ: 7.加入水平平面波：
o& FOp' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Sp5:R75vI Input field Transverse: Rectangular
?-<lIF Fh X Position: 0.5
Pgr 2 S I Direction: Negative Direction
B223W_0"o Label: InputPlane1
"ktuq\a@ 2D Transverse:
rgzra"u) Center Position: 4.5
cb /Q< i Half width: 5.0
W :]2T p Titlitng Angle: 45
%U S&`BT! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
&~P4yI;, 图2.波导结构（未设置周期）
XeI2 <=@% lf7bx}P* 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。
s) ]j X 将Linear2代码段修改如下:
5q0L<GOrj Dim Linear2
"iK=
8 for m=1 to 8
&|Duc} t Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
-_ I)5*N Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
- j3Lgm Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
tRdf:F\X Linear2.SetAttr "Depth", "0"
p3U)J&]c6 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
{h+8^ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=Pl@+RgK+ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
`HRL .uX Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
rQimQ| + H:c5
q0O^x 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。
+-<G(^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
~9+01UU^ (I}owr 5: 设置仿真参数
>)ekb 7 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
8$ {n}} 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
-" I$$C TE simulation
TRm#H $ Mesh Delta X: 0.015
eG,x\ Mesh Delta Z: 0.015
6j|Ncv Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
#%; Uh 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
{6ZSf[Y6B Number of Anisotropic PML layers: 15
+\T8`iCFB 其它参数保持默认
>
ubq{' 运行仿真
64?HqO
6( • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Y#9W]78He • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Fe0M2%e;| • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
C .S BJ h< r(:.%!} 远场分析
衍射波
OeqKKVuQ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
_Xd"'cXw 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
5C!zEI) 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
,&UKsrs_ 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)
`7=$I~ ` 图4.远场计算对话框
AO7[SHDZ b-<0\@`Z# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
^K<3_D>1> Wavelength: 0.63
w7@`:W Refractive index: 1.5+0i
%nZ:)J>kz Angle Initial: -90.0
T<B}Z11R Angle Final: 90.0
<Z%=lwtX Number of Steps: 721
-V}oFxk]q Distance: 100, 000*wavelength
%LrOGr Intensity
vIRT$W' O} 2=_$&oT** 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~X3g_<b_ 8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$ 2a"Ec!7 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
