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：
aH >.o 1; •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!}vz_6) •光栅布局
模拟和后处理分析
QR,i
b 布局layout
$4eogI7N>w 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
<Z0Tz6/j, 图1.二维光栅布局
; aMMI p cq! > B{ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
?Dfgyz zPVA6~|l 步骤：
K1 C# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Cvl"")ZZ` 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 _PRm4 : Wafer Dimensions：
h xtu^E/ Length (mm): 8.5
sB"]R%`_ Width (mm): 3.0
,v^it+Jc'
M,6AD] 2D wafer properties:
4e5Ka{# < Wafer refractive index: Air
]V9\4#I4 3 点击 Profiles 与 Materials.
1f~D Uku= c8u&ev.U 在“Materials”中加入以下
材料：
Uh7kB`2 Name: N=1.5
H- S28%. Refractive index (Re:): 1.5
9EH%[wfv .vb*|So Name: N=3.14
$QY(7Z" Refractive index (Re:): 3.14
apYf,"|9 LS \4y&J40 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
?Jx8z`( Name: ChannelPro_n=3.14
|fa3;8!96 2D profile definition, Material: n=3.14
hio{: ( &K\ di*kN Name: ChannelPro_n=1.5
SIg=_oa 2D profile definition, Material: n=1.5
L1 J"_.=P y6Rg@L&U 6．画出以下波导结构：
h?idRaN_ a. Linear waveguide 1
jgC/ Label: linear1
N2~Nc"L Start Horizontal offset: 0.0
"q%Q[^b Start vertical offset: -0.75
>uI|S End Horizontal offset: 8.5
<vPIC G) End vertical offset: -0.75
Ddu$49{S: Channel Thickness Tapering: Use Default
/*8"S mte Width: 1.5
|D<~a(0 Depth: 0.0
]pFYAe ? Profile: ChannelPro_n=1.5
\BS^="AcpP L >xN7N3&m b. Linear waveguide 2
d_OHQ pfK Label: linear2
p;C`n )7P7 Start Horizontal offset: 0.5
;[*7UE+#7 Start vertical offset: 0.05
+p_SKk!%+ End Horizontal offset: 1.0
-\r*D#aHBN End vertical offset: 0.05
Dzp9BRS
2f Channel Thickness Tapering: Use Default
J%%nv5y Width: 0.1
4 4cyD _( Depth: 0.0
:vm*miOF Profile: ChannelPro_n=3.14
xKIm2% U9 G<>`O;i 7.加入水平平面波：
2!l)% F` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
PInU -"gG Input field Transverse: Rectangular
fD
V:u eO X Position: 0.5
{@({po Direction: Negative Direction
t\'URpa+5% Label: InputPlane1
Pxl7zz&pl= 2D Transverse:
`L0}^ |`9 Center Position: 4.5
:xv"m
{8+ Half width: 5.0
6o
{41@v( Titlitng Angle: 45
#Ig Y'L Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
=)'AXtvE 图2.波导结构（未设置周期）
cn Q(
G$kh @m# 7E4 + 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。
S _1R]n1/ 将Linear2代码段修改如下:
^e)KEkh Dim Linear2
m~%IHWO' for m=1 to 8
z0doL b^! Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
0f1*#8-6 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
N^:)U"9*e Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ECQ>VeP Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Z ^s&] Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
sJMT _yt; Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Fvl_5 l Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
> u~
l_? Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
tP7l
;EX4 l2._Z
Py 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。
yX<Sk q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
"Q-TLN5( #2/k^N4r 设置仿真参数
x2(hp 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U z[#t1* 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
#jbo!
wdg TE simulation
r +d%*D x Mesh Delta X: 0.015
\"|E8A6/ Mesh Delta Z: 0.015
-n+ =[M Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
4h|sbB"t 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
0L eR#l:I Number of Anisotropic PML layers: 15
X\V1c$13CK 其它参数保持默认
~#pQWa 5 运行仿真
hvwKhQ}wX • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Y{6y.F*Q# • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
`ZC_F!
E • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
+?DP r j/ow8Jmc* 远场分析
衍射波
y)C nH4{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
NirG99kyo 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
2mRm.e9? 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
c riOJ- 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)
W0R<^5_ 图4.远场计算对话框
D!^&*Ia?2 R m>AU= 5. 在远场对话框，设置以下参数：
33:{IV;k Wavelength: 0.63
_H} 8 eU Refractive index: 1.5+0i
8{^zXJi]m Angle Initial: -90.0
"**T w' Angle Final: 90.0
6F
!B;D -Q Number of Steps: 721
o'+p,_y9Y@ Distance: 100, 000*wavelength
RoS&oGYqR Intensity
J!YB_6b $3ps SQQo 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
$pr\"!|z 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
.!/w[Z] 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
