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：
9`-ofwr'| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
A7~)h}~ •光栅布局
模拟和后处理分析
/O/u5P{J 布局layout
iTqv= 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
N~Ax78T X 图1.二维光栅布局
p^\>{ plb 'EP>e 用VB脚本定义一个2D光栅布局
z&cfFx#h) 75I* &Wl 步骤：
D;d 'ss; 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
tAbIT; > 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [sACPn$f Wafer Dimensions：
K31Fp; K Length (mm): 8.5
@b-?KH Width (mm): 3.0
1[u{ 3lQ 9 Ni$nZN 2D wafer properties:
C
Hyb{:< Wafer refractive index: Air
C @hnT <e 3 点击 Profiles 与 Materials.
QBai;p{ 0v+5&Jk 在“Materials”中加入以下
材料：
LTBqXh Name: N=1.5
[C
P V5\2 Refractive index (Re:): 1.5
Kze\|yJ - uliND Name: N=3.14
89+m?H] K Refractive index (Re:): 3.14
|~#!e}L( *N< 22w 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
h9g 5W'.# Name: ChannelPro_n=3.14
$?wX* 2D profile definition, Material: n=3.14
{lx^57v ~) sb\o
Name: ChannelPro_n=1.5
3Mr)oM< Q 2D profile definition, Material: n=1.5
3U1x KF ikyvst>O 6．画出以下波导结构：
vnXpC!1 a. Linear waveguide 1
w}oH]jVKL6 Label: linear1
[u,B8DX Start Horizontal offset: 0.0
k3^S^Bv\ Start vertical offset: -0.75
j pOi Eo End Horizontal offset: 8.5
/ !jn$4fd: End vertical offset: -0.75
aMh2[I Channel Thickness Tapering: Use Default
a+r0@eFLc Width: 1.5
@0n #Qs|E! Depth: 0.0
V"T;3@N/4 Profile: ChannelPro_n=1.5
CQ#p2 |]\qI b. Linear waveguide 2
{jggiMwo.v Label: linear2
d=H C;T) Start Horizontal offset: 0.5
:+!hR4Z~\; Start vertical offset: 0.05
F-UY~i8 End Horizontal offset: 1.0
zx0{cNPK 5 End vertical offset: 0.05
w9i1ag Channel Thickness Tapering: Use Default
|/YT.c% Width: 0.1
qo$<&'r Depth: 0.0
0dXZd2oK@ Profile: ChannelPro_n=3.14
Jw"'ZW#W vIz~B2%x 7.加入水平平面波：
a"#5Jc R3 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
tw\/1wa. Input field Transverse: Rectangular
"d%":F( X Position: 0.5
o`h F1*yp Direction: Negative Direction
%UgyGQeo Label: InputPlane1
CW, Kw 2D Transverse:
`4(k ?Pk2 Center Position: 4.5
Tw-gM-m; Half width: 5.0
#L BZ%%v Titlitng Angle: 45
3mr9}P9; Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
XZIj' a0d 图2.波导结构（未设置周期）
'.d el7s O8 k $Uc 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
WAkKbqJV 将Linear2代码段修改如下:
,%>/8* Dim Linear2
b _cD
>A for m=1 to 8
3ef]3 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
.P-@ !Q5* Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
95?$O~I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
o D:?fs] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
gn x!_H\h< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
CXvL`d" Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
}|AUV Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
5w iU4-{ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
/ u>")f cFD(Ap 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。
RzFv ``g 图3.光栅布局通过VB脚本生成
c o@Q
z.P)
:Er 设置仿真参数
I:bi8D6 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
~Ci|G3BW 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
iHWl%]7sN TE simulation
l*b 3Mg
Mesh Delta X: 0.015
] "{K5s7 Mesh Delta Z: 0.015
Z?CmD ;W Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
WPpl9)Qc 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
f!0* ^d Number of Anisotropic PML layers: 15
yC6XO&:g 其它参数保持默认
_ z{:Q 运行仿真
LF{d'jJ&K • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
w UW+S5"K • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
N1+%[Uh9) • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
9.D'! K7 U` 远场分析
衍射波
vX/~34o]\ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>&Y8VLcK 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Rco#?' 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
g} P.ksM 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[ z7<$$ 图4.远场计算对话框
UIovv%7zZ .)ZK42Qd 5. 在远场对话框，设置以下参数：
$IUT5Gia` Wavelength: 0.63
O -}{%)[ F Refractive index: 1.5+0i
Ef:.)!;jy Angle Initial: -90.0
8;-a_VjA) Angle Final: 90.0
!T#~. QP4 Number of Steps: 721
rpQB#
Pz Distance: 100, 000*wavelength
^e8~eL+ Intensity
s(r(! FZ 89k9#i X 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
E +]gC 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
BC 9rsb 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
