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：
Z'wGZ( •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
<P5 7s+JK •光栅布局
模拟和后处理分析
Z4k'c+ 布局layout
u Y&t9L8 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
SR4 m bQ: 图1.二维光栅布局
P!R`b9_U
/p|L.&`U 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@Y%i`}T%( _k)EqPYu@ 步骤：
` b)i;m 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
C61E=$ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 oJc v D Wafer Dimensions：
g s%[Cv Length (mm): 8.5
u~'j?K.^ Width (mm): 3.0
PmUq~YZ7
6(B[(Af 2D wafer properties:
vf!lhV-UG+ Wafer refractive index: Air
O2~Q(q' 3 点击 Profiles 与 Materials.
D'Ki y :<6gP( 在“Materials”中加入以下
材料：
}vX 1@n7T6 Name: N=1.5
|v" &Y Refractive index (Re:): 1.5
E**Hu 9 ?J5E.7o Name: N=3.14
`!
)^g/>0i Refractive index (Re:): 3.14
+qa^K%K )9 {!=k 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
\ k%j Name: ChannelPro_n=3.14
)5<c8lzp 2D profile definition, Material: n=3.14
0fw>/"v mN" g~o* Name: ChannelPro_n=1.5
\lpvRZ\L&g 2D profile definition, Material: n=1.5
\2 [ JIMi~mEiN 6．画出以下波导结构：
Mgux (5`; a. Linear waveguide 1
Z"9D1Uk Label: linear1
qc/)l~]?g{ Start Horizontal offset: 0.0
<xD6} h/ Start vertical offset: -0.75
$btk48a 7 End Horizontal offset: 8.5
rVb61$ End vertical offset: -0.75
xtd1>| Channel Thickness Tapering: Use Default
Wl{}>F`W[ Width: 1.5
r4pR[G._ Depth: 0.0
K1*V \WRW5 Profile: ChannelPro_n=1.5
@=6$ImU o=Kd9I# b. Linear waveguide 2
;/(<yu48 Label: linear2
cx+%lco! Start Horizontal offset: 0.5
Y-P?t+l Start vertical offset: 0.05
$G#)D^-5G End Horizontal offset: 1.0
'dd[= vzK End vertical offset: 0.05
oN.#q$\` k Channel Thickness Tapering: Use Default
K;~I ;G
Width: 0.1
%H7H0 %qW Depth: 0.0
hODq& 9! Profile: ChannelPro_n=3.14
TE@bV9a C <q@C!A 7.加入水平平面波：
6V @ [< d Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+`~kt4W Input field Transverse: Rectangular
8'VcaU7Nh X Position: 0.5
HhT6gJWrU Direction: Negative Direction
w4;1 (' Label: InputPlane1
DZU} p 2D Transverse:
`j(-y`fo Center Position: 4.5
e-YMFJtoK} Half width: 5.0
\ ']_ y\ Titlitng Angle: 45
{GQRJ8 m Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
3/RNStd<L! 图2.波导结构（未设置周期）
e~Z>C>J Xs$UpQo
8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
'>dx~v % 将Linear2代码段修改如下:
uzaD K Dim Linear2
? VHOh9|AT for m=1 to 8
ivP#qM1*; Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
f VpE&F Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
)\l(h%s[I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
z-; {pPZ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
HpR(DG)
? Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
bj B4 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{Nny .@P)H Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
VK]sK e Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
vUgMfy& ^ub@ Jwe 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
])$Rw $`w 图3.光栅布局通过VB脚本生成
^Z:qlYZ FKk.BA957h 设置仿真参数
~Jx0#+z9V 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4Y4QR[>IU3 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
iCh,7I,m TE simulation
@hj5j;NHK Mesh Delta X: 0.015
' ( yjq< Mesh Delta Z: 0.015
C *U,$8j|} Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
^mCKRWOP' 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
=.8fES Number of Anisotropic PML layers: 15
geSH3I
其它参数保持默认
+|TFxaVz 运行仿真
PuGc{kt • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
F4
:#okt • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@_C?M5v • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<~R{U> zO ad,pHJ` 远场分析
衍射波
f,'9Bj. ~ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>m4Q *a 4M 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
clO9l=g 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
=p 7eP 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
db5@+_ 图4.远场计算对话框
IO}53zn<l T6fm`uL&L 5. 在远场对话框，设置以下参数：
])H[>.?K Wavelength: 0.63
Q,< V) Refractive index: 1.5+0i
bz\-%$^k Angle Initial: -90.0
*_CzCl^
Angle Final: 90.0
xty)*$C> Number of Steps: 721
:|PgGhW Distance: 100, 000*wavelength
'fr~1pmx#3 Intensity
E7>D:BQ\2 /O&{fo 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
k{- #2Qz 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
X>4qL'b:z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
