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：
-q'G]} •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
h0ml#A`h •光栅布局
模拟和后处理分析
j%%& G$Tfu 布局layout
p(vmMWR! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
)jc`_{PQg 图1.二维光栅布局
Pk)>@F< 'O NCz 用VB脚本定义一个2D光栅布局
*5T^wZpj) 2nz^%pLT 步骤：
0;6eSmF 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
xw2dN JL 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 } Y9= 3X Wafer Dimensions：
! W2dMD/ Length (mm): 8.5
meJ%mY Width (mm): 3.0
FglW|Hwy Es]:-TR 2D wafer properties:
3&`LVhx Wafer refractive index: Air
f(SK[+aqW 3 点击 Profiles 与 Materials.
oyC5M+shP9 Tew ?e&eO 在“Materials”中加入以下
材料：
skeH~-`M@ Name: N=1.5
n[+$a)$8 Refractive index (Re:): 1.5
\P~ h0zg? Um Ec")3 Name: N=3.14
[a201I0 - Refractive index (Re:): 3.14
F .h A.E C!X"0]@FA 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
{#U 3A_y Name: ChannelPro_n=3.14
FW=`Fm@z%% 2D profile definition, Material: n=3.14
JiN>sEAM $@utlIXA' Name: ChannelPro_n=1.5
X 5_T? 2D profile definition, Material: n=1.5
w#qE#g %1 Gv\39+9 = 6．画出以下波导结构：
ka=EOiX. a. Linear waveguide 1
yor6h@F1 Label: linear1
Q h~ Start Horizontal offset: 0.0
9Ib#A Start vertical offset: -0.75
d QljG.PiK End Horizontal offset: 8.5
q e[P'\]L End vertical offset: -0.75
K6Z/ Channel Thickness Tapering: Use Default
OrP i ("/ Width: 1.5
h[(. Depth: 0.0
6N<
snBmd Profile: ChannelPro_n=1.5
2QIx~Er 'f_[(o+n b. Linear waveguide 2
8*&|Q1`K: Label: linear2
rK~O bv Start Horizontal offset: 0.5
i K,^|Q8 Start vertical offset: 0.05
:q34KP End Horizontal offset: 1.0
7 MZ(tOR End vertical offset: 0.05
qbx}9pp}g Channel Thickness Tapering: Use Default
D;! aix3 Width: 0.1
qxbGUyH== Depth: 0.0
+wIv|zj9 Profile: ChannelPro_n=3.14
1c4@qQyo '5etZ!: 7.加入水平平面波：
b=PB" - Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
01w}8a( Input field Transverse: Rectangular
=w quFA!c X Position: 0.5
9f #6Q*/ Direction: Negative Direction
H: rrY Label: InputPlane1
i87+9X
2D Transverse:
+ 'V ,z Center Position: 4.5
FR^(1+lx& Half width: 5.0
H^fErl Titlitng Angle: 45
L %20tm Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
W [B; ;"ro 图2.波导结构（未设置周期）
Z/oP?2/Afh VMl)_M:' 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。
AQgagE^ 将Linear2代码段修改如下:
W fH4*e Dim Linear2
Qm@v}pD for m=1 to 8
1X-fiQJe Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
yL #2|t( Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
(W'3Z v'f Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
% Z-B{I( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
M/evZ?uis Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
aTFT'(O, Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
iM_Zn!|@\ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
- F&*>?I Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
u.ub: D<J, 3(Yu 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。
s)5W:`MH? 图3.光栅布局通过VB脚本生成
~#PC(g 7-j=he/ 设置仿真参数
?TMrnR/d 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
"yf#sEabV 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
q~6((pWi| TE simulation
-_T@kg[0zB Mesh Delta X: 0.015
! g7bkA Mesh Delta Z: 0.015
J_N`D+m Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
XAb-K?) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
!8}x6 Number of Anisotropic PML layers: 15
~ L?q.*q 其它参数保持默认
RGz NZc 运行仿真
JG* Lc@ Q • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Dl=qss~g+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
=*=qleC3 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
gaVQ3NqF M D,+>kh 远场分析
衍射波
c=u'#|/eb 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
BkJNu_{m? 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@R s3i;"W 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
s^>1rV]=(` 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)
s\i o9'Ec 图4.远场计算对话框
I3" GGp3L [*z`p;n2D 5. 在远场对话框，设置以下参数：
W?2Z31;7 Wavelength: 0.63
,+o*>fD Refractive index: 1.5+0i
BiI`o CX Angle Initial: -90.0
, %U'>F? Angle Final: 90.0
b$/ 'dnx Number of Steps: 721
by@}T@^\ Distance: 100, 000*wavelength
:GN7JxD# Intensity
>?) Df(n(9 m)"wd$O^w 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
b^C2<' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
f+>g_Q 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
