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：
[k&s!Qp •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
PuoJw~^h •光栅布局
模拟和后处理分析
p7=^m>Z6 布局layout
'14l )1g. 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
8IIdNd 图1.二维光栅布局
H7XxME &+w!'LSaD 用VB脚本定义一个2D光栅布局
*d,n2a#n5 U %PMV?L{ 步骤：
?[4khQt 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!)*T 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 g2b4 ia!L Wafer Dimensions：
nKa ;FaJ Length (mm): 8.5
<~8f0+" Width (mm): 3.0
.2 SIU4[P Ckl]fy@D} 2D wafer properties:
g :e8i~ Wafer refractive index: Air
N+@@EOmH 3 点击 Profiles 与 Materials.
<x;[ H% YU \t+/b 在“Materials”中加入以下
材料：
~x^+OXf!^g Name: N=1.5
_itN.^ Refractive index (Re:): 1.5
T+{ 'W XxU}|jTO# Name: N=3.14
89e. \EH Refractive index (Re:): 3.14
Ex&RR< 5 jnLu| W& 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
:Y?08/V Name: ChannelPro_n=3.14
2iINQK$ 2D profile definition, Material: n=3.14
,`2xfVa- 3eDx@8N
} Name: ChannelPro_n=1.5
-a^sX%|Bl 2D profile definition, Material: n=1.5
3&d +U)E e5 \1k#@
6．画出以下波导结构：
eDZ3SIZ a. Linear waveguide 1
Vm8 _
!$F Label: linear1
op{(mn Start Horizontal offset: 0.0
l|QFNW[i Start vertical offset: -0.75
LZbHK.G= End Horizontal offset: 8.5
RX|& cY> End vertical offset: -0.75
#^ [N4uV Channel Thickness Tapering: Use Default
(%IstR|u: Width: 1.5
J#;m)5[ a% Depth: 0.0
?#y<^oNM Profile: ChannelPro_n=1.5
30v1VLR_) [eik<1=,~? b. Linear waveguide 2
&T.P7nJ= Label: linear2
rpI7W?hh Start Horizontal offset: 0.5
^?0,G>I%- Start vertical offset: 0.05
[GT1,(}.
Z End Horizontal offset: 1.0
aRKG)0= End vertical offset: 0.05
M@8 6u^80 Channel Thickness Tapering: Use Default
8[p6C Jl) Width: 0.1
cG"<*Xi < Depth: 0.0
X)+sHcE~# Profile: ChannelPro_n=3.14
b#'a4j-u ] ]-0RJ=S? 7.加入水平平面波：
1pr_d"#4 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vu
\Dx9 Input field Transverse: Rectangular
Z- Ae'ym X Position: 0.5
&otgN<H9 Direction: Negative Direction
~Q\ZDMTK Label: InputPlane1
g2_df3Q 2D Transverse:
}u)G ERWO Center Position: 4.5
9r*T3=u.S Half width: 5.0
)_ u'k / Titlitng Angle: 45
~ ?_Z !eS Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
%NoZf^ ? 图2.波导结构（未设置周期）
!{0!G bW3o%srxa 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。
^>28>!"1 将Linear2代码段修改如下:
p=T\3_q Dim Linear2
<b40\Z{+ for m=1 to 8
R;ug+ N Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
#ms98pw%5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
-"L6^IH7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
1 niTkop Linear2.SetAttr "Depth", "0"
~q>ilnL"h Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
m 1;jS| Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
uV:;y}T^Z Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
#8|NZ6x, Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
a5&j=3)| AVZ@?aJgF 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。
^;_b!7* 图3.光栅布局通过VB脚本生成
u^p[zepW\ X y<KvFy 设置仿真参数
;OyM~T gI 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
V(0[Q A 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Y{ @[)M{< TE simulation
L
*@>/N Mesh Delta X: 0.015
; zG|llX Mesh Delta Z: 0.015
ITiw) M Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
+w5?{J 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
96j2D8= w Number of Anisotropic PML layers: 15
y~[ So ,G 其它参数保持默认
NQD b;5: 运行仿真
i9" 1 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
R/|o?qTrj • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
g5[3[Z(. • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
9tQk/niMM5 .&dcJh*O+ 远场分析
衍射波
S3f BZIPp 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
G_]mNh 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_,Y79 b6 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
KS_d5NvYl 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)
lHXH03 图4.远场计算对话框
VGIc|Q=F mt'#j" mU 5. 在远场对话框，设置以下参数：
V5MbW XgR Wavelength: 0.63
V
ZGhF!To Refractive index: 1.5+0i
x.RZ!V- Angle Initial: -90.0
yvvR%]!. Angle Final: 90.0
j!dklQh0 Number of Steps: 721
70~]J8T+u Distance: 100, 000*wavelength
3]P=co@ Intensity
g9JtWgu F Te# @ \I 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
"'L SLp 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%h rR'*nG 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
