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：
UOSa`TZbZ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
]=of=T: •光栅布局
模拟和后处理分析
;H /*%2 布局layout
B5*{85p(u 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
E9HA8 图1.二维光栅布局
2-j+-B|i B2:6=8< 用VB脚本定义一个2D光栅布局
>
n Y< J 8:0QI kqk 步骤：
~b/lr 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3&_O\nD 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 _JOrGVmD Wafer Dimensions：
o1YX^-<[F Length (mm): 8.5
5 :6^533] Width (mm): 3.0
VI 0^Zq!6R |4aV~ n[># 2D wafer properties:
Gp'rN}i^ Wafer refractive index: Air
;X-~C.7k 3 点击 Profiles 与 Materials.
1O*5>dkX;% yj vzA|(YC 在“Materials”中加入以下
材料：
{ER!
0w/ Name: N=1.5
.x5Y fe Refractive index (Re:): 1.5
&H$
3`"p5u z kQV$n{ Name: N=3.14
7)!(0.& Refractive index (Re:): 3.14
y[Zl ,v7 9KRH o%m 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
P66{l^ Name: ChannelPro_n=3.14
I8@NQ=UV0 2D profile definition, Material: n=3.14
U(3+*'8r,1 I=6\z^: Name: ChannelPro_n=1.5
f @l$52f3D 2D profile definition, Material: n=1.5
m5Q,RwJ!xK `}#(Ze*V: 6．画出以下波导结构：
n o`c[XY a. Linear waveguide 1
K )~ m{ Label: linear1
W!8g.r4u+, Start Horizontal offset: 0.0
_*h,,Q Start vertical offset: -0.75
[H)NkR;I End Horizontal offset: 8.5
"_]n_[t2C End vertical offset: -0.75
b|U&{I>TH Channel Thickness Tapering: Use Default
CdgZq\ Width: 1.5
2ikY.Xi6 Depth: 0.0
!c[(#g Profile: ChannelPro_n=1.5
ojU:RRr4l$ xr+K:
bw b. Linear waveguide 2
}Iz'#I
Xx Label: linear2
y`wTw/5N Start Horizontal offset: 0.5
T#xCu|5 Start vertical offset: 0.05
0g O<]]M? End Horizontal offset: 1.0
xZW6Hk _ End vertical offset: 0.05
5A /8G}'XZ Channel Thickness Tapering: Use Default
g^@ Kx5O\ Width: 0.1
By(:%=. Depth: 0.0
pV{MW#e Profile: ChannelPro_n=3.14
,0%P 3 l?v`kAMR 7.加入水平平面波：
:L#t?~ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(G $nN*rlu Input field Transverse: Rectangular
{Ak{
ct\t X Position: 0.5
{I+ Direction: Negative Direction
n_\V G[f Label: InputPlane1
rq?:I:0 2D Transverse:
i <0H W Center Position: 4.5
|#8u:rguy Half width: 5.0
8"/5Lh( Titlitng Angle: 45
YYU Di@K Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
M-1 VB5 图2.波导结构（未设置周期）
fH~InDT^ UOHU 1.3$T 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。
+6 t<FH 将Linear2代码段修改如下:
_yY(&(]# Dim Linear2
>y)(M(o for m=1 to 8
HS GM&!5mW Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
~6m-2-14q Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
x'kwk Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@r 4ZN6Wn Linear2.SetAttr "Depth", "0"
7 sKN ` Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Kk+IUs Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
q(<#7 spz Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
S o; ; Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Y)^qF)v,d >yFEUD : 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。
d2lOx|jt 图3.光栅布局通过VB脚本生成
meunAEe H ?98^y7 设置仿真参数
n B 4)% 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
S!U e+jW 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
G 0Zq:kJ TE simulation
@/h_v#W Mesh Delta X: 0.015
f"t\-ux.b Mesh Delta Z: 0.015
1];rW`Bw Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
lxoc.KDtR 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
4]9+ Number of Anisotropic PML layers: 15
7NC"}JB& 其它参数保持默认
u4TU "r("A 运行仿真
9 2_F 8y*D • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
-5,QrMM< • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
V\^rs41$; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
w"d~R XH4!|wz 远场分析
衍射波
>B (%$jG Z 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
, f9V`Pz) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
?:l3O_U 5 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
pOP`n 3m0 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)
Q4e*Z9YJ 图4.远场计算对话框
< >$`vuU W5,e;4/hL 5. 在远场对话框，设置以下参数：
ULc oti=, Wavelength: 0.63
jn vJ`7zFP Refractive index: 1.5+0i
v#*9rNEj 0 Angle Initial: -90.0
NIufL
}6\ Angle Final: 90.0
&ywAzGV{s Number of Steps: 721
P5s'cP X Distance: 100, 000*wavelength
z =1 J{] Intensity
%T@ 3-V_ hJY= ) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+c4]}9f! 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
0<*R 0 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
