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：
v' C@jsx M •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
4 bn t=5] •光栅布局
模拟和后处理分析
q$F) !& 布局layout
/w0sj`;" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
7m\vRMK 图1.二维光栅布局
)` ^ /(YG YNI;h%w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Uls+n@\! ]a M-p@ 步骤：
a~,Kz\Tt 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
?b56AE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 8yn4}`Nc@ Wafer Dimensions：
#*^e,FF< Length (mm): 8.5
wZQ)jo7*g Width (mm): 3.0
d , UCH >Co)2d] 2D wafer properties:
s'TY[ Wafer refractive index: Air
CI^[I\$& 3 点击 Profiles 与 Materials.
7{4w 2) S nW7 x 在“Materials”中加入以下
材料：
88+
=F
XG Name: N=1.5
L"^OdpOs Refractive index (Re:): 1.5
Pubv$u2 G{+2x N
a( Name: N=3.14
w- ALCh8o Refractive index (Re:): 3.14
L/yaVU{aEb 2 L:$aZ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
cAb>2]M5V Name: ChannelPro_n=3.14
6lsEGe 2D profile definition, Material: n=3.14
ytiyF2Kp eQ;Q4 Name: ChannelPro_n=1.5
/D'M 2 4 2D profile definition, Material: n=1.5
;g+]klR! J1X~vQAe 6．画出以下波导结构：
Z5$fE7ba+ a. Linear waveguide 1
6 T_K9 Label: linear1
GWdSSr> Start Horizontal offset: 0.0
&))\2pl Start vertical offset: -0.75
tb,9a! ? End Horizontal offset: 8.5
IX WQ ) End vertical offset: -0.75
6Hk="$6K Channel Thickness Tapering: Use Default
_w>uI57U Width: 1.5
p?JQ[K7i Depth: 0.0
$Asr`Q1i
Profile: ChannelPro_n=1.5
WI&lj<* rEM#D]k b. Linear waveguide 2
'#q4Bc1 Label: linear2
1'Rmg\( Start Horizontal offset: 0.5
2)9r'ai?a Start vertical offset: 0.05
FshC )[w, End Horizontal offset: 1.0
<( EyXV End vertical offset: 0.05
;|HL+je;Z Channel Thickness Tapering: Use Default
lL0M^Nv Width: 0.1
mlB~V3M'G Depth: 0.0
Vm ,,u F Profile: ChannelPro_n=3.14
! ),t"Ae?> {[W(a<%bXm 7.加入水平平面波：
9->q| E4 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
/8c&Axuv Input field Transverse: Rectangular
6pp $-uS X Position: 0.5
n Q-mmY># Direction: Negative Direction
N=~~EtX Label: InputPlane1
v@n_F 2D Transverse:
t7* #[x)a Center Position: 4.5
50$W0L$ Half width: 5.0
Ee)xnY%( Titlitng Angle: 45
S&wzB)#' Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
U\vY/6;JI 图2.波导结构（未设置周期）
=wrP:wYF >;9NtoE 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。
rt}^4IqL 将Linear2代码段修改如下:
x)oRSsv!Tr Dim Linear2
s`;f 2B/| for m=1 to 8
dYF=c Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
ue\t ,*KYd Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
|8U;m:AS Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
suVm g-d Linear2.SetAttr "Depth", "0"
;dZMa ]X0 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
,b|-rU\ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
S|AjL
Ng# Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Fr [7 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
& %,DZA` K Y.ZT2k 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。
!Zjq9{t\" 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Gu;OV LR| Ia4)uV8 设置仿真参数
8ObeiVXf) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
tC )6 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
DNP@ A4~ TE simulation
27#5y_
` Mesh Delta X: 0.015
`^6 ,kI-c Mesh Delta Z: 0.015
M bA\pG'T Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(kw5>c7 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
[Qj;/ Number of Anisotropic PML layers: 15
J2M(1g)t9 其它参数保持默认
T?wzwGp-[ 运行仿真
Z :nbZHByh • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Tv$sqVe9 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
3)N\'xFh@ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
rRb+_]Lg [*4fwk^ 远场分析
衍射波
rx!=q8=0R 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Yj3I5RG 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
!#N\ b 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
$B
.Qc !m 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
&c%Y<1e`% 图4.远场计算对话框
'EhBRU% bF-"tm 5. 在远场对话框，设置以下参数：
jn dGiMA Wavelength: 0.63
{h dPhL Refractive index: 1.5+0i
+%0z`E\?M# Angle Initial: -90.0
]?LB?:6 Angle Final: 90.0
] d?x$> Number of Steps: 721
E>uVofhml Distance: 100, 000*wavelength
.\:J~( Intensity
X#p Wyo~ #&8rcu;/ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
uGVy6, 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
E"PcrWB& 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
