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：
"ta x? •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
q; U,s)Uz^ •光栅布局
模拟和后处理分析
:LTN!jj 布局layout
_|] x2xb) 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
&{RDM~ 图1.二维光栅布局
zJXplvaL;
oE~RyS X 用VB脚本定义一个2D光栅布局
{t!!Uz 7 *kVV+H<X|b 步骤：
AEuG v}# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q =Il|Nb> 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ]~%6JJN7 Wafer Dimensions：
^ &)|sP Length (mm): 8.5
I |J/F}@p Width (mm): 3.0
OH"XrCX7n {U1m.30n 2D wafer properties:
w:l"\Tm Wafer refractive index: Air
s7EinI{^ 3 点击 Profiles 与 Materials.
T KjFp% @H<q"-J 在“Materials”中加入以下
材料：
3[&C g Name: N=1.5
<1 pEwI~ Refractive index (Re:): 1.5
J= L5=G7( kR9-8 I{J Name: N=3.14
q9NoI(]e Refractive index (Re:): 3.14
or]IZ2^n ? q&T$8zc4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
3~ \[7I/ Name: ChannelPro_n=3.14
Gc!x|V;T 2D profile definition, Material: n=3.14
8X0z~ & 'n|5ZhXPB Name: ChannelPro_n=1.5
^t"'rD-I 2D profile definition, Material: n=1.5
uGt -l4 Sc
6．画出以下波导结构：
Tf)*4O 4@' a. Linear waveguide 1
_
J[ Label: linear1
B ZxvJQ Start Horizontal offset: 0.0
5-G@L?~Vw Start vertical offset: -0.75
pNIf=lA End Horizontal offset: 8.5
yEoV[K8k End vertical offset: -0.75
\;-|-8Q Channel Thickness Tapering: Use Default
:ivf/x n Width: 1.5
tl].r| yl Depth: 0.0
?s _5&j7 Profile: ChannelPro_n=1.5
\4 #W xZ &=Wlaa/,& b. Linear waveguide 2
: yjFQ9^?& Label: linear2
>*n0n! vF Start Horizontal offset: 0.5
F>cv<l
=6l Start vertical offset: 0.05
N? >vd* End Horizontal offset: 1.0
/=, nGk> End vertical offset: 0.05
HKr
Mim- Channel Thickness Tapering: Use Default
s0_nLbWwO Width: 0.1
qv"$Bd:]r Depth: 0.0
f9\X>zzB2| Profile: ChannelPro_n=3.14
e]tDy0@ L: 8q8i 7.加入水平平面波：
W];dD$Oqg Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
V!dtF,tH Input field Transverse: Rectangular
&I406Z f7y X Position: 0.5
X|8c>_} Direction: Negative Direction
##o#eZq:" Label: InputPlane1
F\KUZ[% 2D Transverse:
p D74+/DD Center Position: 4.5
]cN 1c} Half width: 5.0
N"1B/u Titlitng Angle: 45
B+0hzkPY Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
3Hm/(C 图2.波导结构（未设置周期）
@fV9
S"TcM 6x|j Pb 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。
EyLu O-5 将Linear2代码段修改如下:
l0hlM# Dim Linear2
PY0j 9$i? for m=1 to 8
TuY CR>P[ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
e*n@j Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Q dp )cT Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
*|E[L^ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
LraWcO\or' Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
I0 RvnMw Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-o .:P> / Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
*~H Sy8s Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
*cnNu T 0P(!j_2m 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Yir
[!{ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
v 6Vcjm 4 N7^? 设置仿真参数
c{LO6dNg\z 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
s|B3~Q] 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
)tnh4WMh} TE simulation
~| 6[j<ziL Mesh Delta X: 0.015
lUiL\~Gq Mesh Delta Z: 0.015
L z1M E( Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
~F?u)~QZ # 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
O<;3M'y\ Number of Anisotropic PML layers: 15
|id
<=Xf 其它参数保持默认
.k
\@zQ|Ta 运行仿真
B !=F2 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
-\n@%$M]G • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
M { Q;: • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
.q 3/_* <kd1Nrr!p 远场分析
衍射波
[=]4-q6UN 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
lo!+f"7ym\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
")HFYqP>9 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
E1U",CMU 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)
aCLq k' 图4.远场计算对话框
; l-!)0 U G<^{&E+= 5. 在远场对话框，设置以下参数：
78H' a x9m Wavelength: 0.63
_OC <[A Refractive index: 1.5+0i
p Q<Y:-`c Angle Initial: -90.0
,T8 ~L#M~ Angle Final: 90.0
Km6YP !i Number of Steps: 721
^Zy% fv, Distance: 100, 000*wavelength
1\rz%E Intensity
r!a3\ep a,#j = 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3fJc
9| 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Z @@K[$ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
