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：
g<T`F •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
@gqs4cg{f •光栅布局
模拟和后处理分析
`2(R}zUHN 布局layout
WO(&<(? 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
noUZ9M|hz 图1.二维光栅布局
K%TKQ<R| #L IsL 用VB脚本定义一个2D光栅布局
=Z>V}`n tId !C 步骤：
hp z*jyh8 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
c>i*HN}Z| 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 %`\_l Wafer Dimensions：
*"QE1Fum' Length (mm): 8.5
t|U2 ws# Width (mm): 3.0
gUsz MhHX JJHvj=9'o 2D wafer properties:
CpqSn/ Wafer refractive index: Air
Qdr-GODx 3 点击 Profiles 与 Materials.
wAOVH]. ~q T1<k 在“Materials”中加入以下
材料：
U1 HD ~ Name: N=1.5
:k )<1ua Refractive index (Re:): 1.5
?^$4)Y>Kf 6j"I5,-~! Name: N=3.14
v4>"p!_C Refractive index (Re:): 3.14
4d._Hd=' "`3 ^M vC 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
TX
[%s@C Name: ChannelPro_n=3.14
.q9|XDqQc 2D profile definition, Material: n=3.14
|UDD/e %FWfiFV|< Name: ChannelPro_n=1.5
fYQi#0drn 2D profile definition, Material: n=1.5
S}[:;p?F` Nx (pJp{S 6．画出以下波导结构：
BvW gH.OX a. Linear waveguide 1
O9=H
[b Label: linear1
4Z~Dxo Start Horizontal offset: 0.0
b
G5 Start vertical offset: -0.75
S1= JdN End Horizontal offset: 8.5
2[&-y[1 End vertical offset: -0.75
^}7t: Channel Thickness Tapering: Use Default
U4L=3T+:[ Width: 1.5
v?TJ!o Depth: 0.0
s&`XK$p
Profile: ChannelPro_n=1.5
YB3=ij!K M@X#[w: b. Linear waveguide 2
dlzamoS@AR Label: linear2
9c % Tv Start Horizontal offset: 0.5
1LIV/l^}f Start vertical offset: 0.05
RrpF i'R End Horizontal offset: 1.0
kBT}Siw End vertical offset: 0.05
A}Dpw[Q2@8 Channel Thickness Tapering: Use Default
y W(+?7U Width: 0.1
0\ w[_H Depth: 0.0
U u:v4a Profile: ChannelPro_n=3.14
5
^z ,'C ^r
:A^q 7.加入水平平面波：
}<h.
chz, Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
49fq6Zh O Input field Transverse: Rectangular
8 (h X Position: 0.5
&FF. Ddt{ Direction: Negative Direction
` DllW{l Label: InputPlane1
DF|lUO]: 2D Transverse:
6:tr8 X_ Center Position: 4.5
6%INNIyAWa Half width: 5.0
UBHQz c+, Titlitng Angle: 45
;OJ0}\*iP8 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@CI6$ 图2.波导结构（未设置周期）
]]o[fqD-Zn VX[!Vh 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'Q^1oQM2h 将Linear2代码段修改如下:
"I FGW4FnL Dim Linear2
3(*s|V" for m=1 to 8
ykhCt\t[ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
W*`6ero Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
iPO
S Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
-f gKSJ7 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
}V;]c~Q/H Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
M #&L@fg! Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
S)|b%mVwR Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+##I4vP Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
9?$!=4 iX6jvnJ:/ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
VDY1F_Fk 图3.光栅布局通过VB脚本生成
HWOH8q{f! r$Qh`[< 设置仿真参数
PuCA
@qY 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
R >&/n/l 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
u*N8s[s' TE simulation
t+J6P)= Mesh Delta X: 0.015
xU<lv{m`D Mesh Delta Z: 0.015
fr2w k}/b Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
M?zAkHNS$ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,x.)L=Cx8 Number of Anisotropic PML layers: 15
mJR
T+SZ 其它参数保持默认
>D62l*V C) 运行仿真
]s AD5<; • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
R_n-&d 'PP • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
tgA
|Vwwk • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3~xOO*`o zRFM/IYC 远场分析
衍射波
S`w)b'B!M 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
<j3HT"^[D 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
p;=(-4\V} 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
) 1
j2 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 (8J 图4.远场计算对话框
hAyPaS # <t37DnCg I 5. 在远场对话框，设置以下参数：
uwA3! 5 Wavelength: 0.63
*G41%uz Refractive index: 1.5+0i
ZS_f',kE Angle Initial: -90.0
Uk\U*\. Angle Final: 90.0
f"^tOgGH Number of Steps: 721
9(j!#`O7& Distance: 100, 000*wavelength
p
n>`v Intensity
+'.Q- wwn}enEz,x 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
]!:Y]VYN)\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
We?:DM
[ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
