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：
xdTzG4 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$nD k
mKl •光栅布局
模拟和后处理分析
b09#+CH? 布局layout
1rm$@L 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
enD C# 图1.二维光栅布局
UgP=k ){ BS<>gA
R;/ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
aY1#K6(y -"JE-n 步骤：
Vo9)KxR 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
jtVPv] 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0wE8 Gm G Wafer Dimensions：
C7* Yg$`{ Length (mm): 8.5
j"$b%| Width (mm): 3.0
I}Gl*@K&O s)7`r6w 2D wafer properties:
t;a}p_> Wafer refractive index: Air
dU04/]modD 3 点击 Profiles 与 Materials.
}"; hz*a G} hkr 在“Materials”中加入以下
材料：
=L; n8~{@y Name: N=1.5
iNrmh iql Refractive index (Re:): 1.5
HIp {< M3 LM`tNZ1Fc! Name: N=3.14
Sm I8&c Refractive index (Re:): 3.14
MvjwP?J] k3|9U'r!c 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
f.xSr! Name: ChannelPro_n=3.14
u #QSa$P 2D profile definition, Material: n=3.14
zm^p7&ak$ kU9AfAe Name: ChannelPro_n=1.5
Pc:'>,3!V3 2D profile definition, Material: n=1.5
-3XnK5 (S93 %ii 6．画出以下波导结构：
N|# x9 mE a. Linear waveguide 1
=VI`CBQ/Um Label: linear1
^~k FC/tQ Start Horizontal offset: 0.0
%KVR iX Start vertical offset: -0.75
1XKIK(l End Horizontal offset: 8.5
++RmaZ End vertical offset: -0.75
<h>fip3o Channel Thickness Tapering: Use Default
+wgUs*(W Width: 1.5
b:d.Lf{y7 Depth: 0.0
[z t&8g Profile: ChannelPro_n=1.5
'
xq5tRg> n#AH@`&i b. Linear waveguide 2
r 3lr`s` Label: linear2
|P?B AWYeQ Start Horizontal offset: 0.5
# 2t\>7] Start vertical offset: 0.05
B!C32~[ End Horizontal offset: 1.0
Qz90 mb End vertical offset: 0.05
|8?{JKsg Channel Thickness Tapering: Use Default
(HgdmN% Width: 0.1
*} 4;1OVT Depth: 0.0
[~H`9Ab= Profile: ChannelPro_n=3.14
;iI2K/ 3 @ShJ: 7.加入水平平面波：
:z5I bas: Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
4 6JP1 Input field Transverse: Rectangular
W$ {sD|d- X Position: 0.5
VTkT4C@I;Y Direction: Negative Direction
!LSWg:Ev+ Label: InputPlane1
6E% k{ r 2D Transverse:
TgG)btQ Center Position: 4.5
wA+4 :CF @ Half width: 5.0
t#Yh! L6> Titlitng Angle: 45
Z19y5?uR Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
fH{$LjH( 图2.波导结构（未设置周期）
BiAcjN:Z 9_^V1+
8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
i;
uM!d} 将Linear2代码段修改如下:
H zK =UcD Dim Linear2
m`6`a|Twp$ for m=1 to 8
)u:8Pv Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
a'.=.eDQ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
3Jit2W4 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
wY)GX
Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Hd}t=6 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
g5]DA.&( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u9% :2$[ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
PltPIu)F Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
dNmX<WXG 6iS+3 + 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
x?$Y<=vT 图3.光栅布局通过VB脚本生成
:njUaMFoMA W sz9X; 设置仿真参数
dz DssAHy 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
g9`ytWmM 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
pfIvBU ? TE simulation
*Fs^T^ ?r Mesh Delta X: 0.015
L^Af3]]2 Mesh Delta Z: 0.015
!T1i_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@ uWD>(D 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
iTyApL V Number of Anisotropic PML layers: 15
P,], N) 其它参数保持默认
lK SI5d 运行仿真
pEP.^[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
3<SC`6'? • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
mQ)l`w Gh • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
"@Fxfd+Ot %iM L? ?S 远场分析
衍射波
j |w+=A1 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
|1x,_uyQ% 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
OuH]Y 70( 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
n[7zK'%Dxg 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)
z[Qv }pv 图4.远场计算对话框
;bbEd' r JxT)bR 5. 在远场对话框，设置以下参数：
M >#S
z Wavelength: 0.63
r
+fzm b Refractive index: 1.5+0i
Ke !O^zP92 Angle Initial: -90.0
\/G Y0s Angle Final: 90.0
N:zSJW` 1 Number of Steps: 721
O2B$c\p w Distance: 100, 000*wavelength
C <)&qx3 Intensity
1+#8} z: z AIC5fv u 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Fx\Re]~n 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
'LI)6;Yc 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
