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：
( t&`m[>K •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
bG"FN/vg •光栅布局
模拟和后处理分析
3k>#z%// 布局layout
$ e L-fg 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
KK >j V 图1.二维光栅布局
&@{` { + PsR*T 用VB脚本定义一个2D光栅布局
uA
=%EEZ !<j4*av:G 步骤：
+,R!el!o~u 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_(gkYJ+MK 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 6A5.n?B{ Wafer Dimensions：
:+QNN< Length (mm): 8.5
(JdheCq!x Width (mm): 3.0
mMZrBz7r t Aep_GR 2D wafer properties:
?xMTO Wafer refractive index: Air
MW +DqT.h 3 点击 Profiles 与 Materials.
By!u*vSev gzVZPvTPE 在“Materials”中加入以下
材料：
}D)eS |B Name: N=1.5
Yyd}>+|<, Refractive index (Re:): 1.5
3;}YW^oXq qA!4\v={ Name: N=3.14
+ru ` Zw5, Refractive index (Re:): 3.14
O\;Lb[`lb [X@{xF^vBQ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
k
75 p Name: ChannelPro_n=3.14
jZidT9[g 2D profile definition, Material: n=3.14
6.45^'t] "N &ix* ($ Name: ChannelPro_n=1.5
ph(LsPT- 2D profile definition, Material: n=1.5
[ -Y~g%M ~MB)}!S: 6．画出以下波导结构：
5l zbg a. Linear waveguide 1
DtGkhq; Label: linear1
|SMigSu r` Start Horizontal offset: 0.0
B &59c*K Start vertical offset: -0.75
.L#4#IO End Horizontal offset: 8.5
d72
yu3 End vertical offset: -0.75
RDQ]_wsyKG Channel Thickness Tapering: Use Default
kn3Gg dU Width: 1.5
^qC.bv]& Depth: 0.0
`'r]Oe Profile: ChannelPro_n=1.5
r :0RvWif / M]P&Zb | b. Linear waveguide 2
lc
fAb@}2 Label: linear2
n 78!]O Start Horizontal offset: 0.5
U$a)lcJd Start vertical offset: 0.05
p*cy W l End Horizontal offset: 1.0
(qc <'$o End vertical offset: 0.05
PPpaH!(D Channel Thickness Tapering: Use Default
Edh9=sxL Width: 0.1
~ KGE(o4 p Depth: 0.0
4Vf-D%
h>a Profile: ChannelPro_n=3.14
Qqb%^}Xx'u h;}
fdk 7.加入水平平面波：
@c8RlW/A Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
# vy[v22 Input field Transverse: Rectangular
KU+u.J X Position: 0.5
E:\#Ur2 Direction: Negative Direction
n.5M6i/~a Label: InputPlane1
Avljrds+7 2D Transverse:
BgCEv"G5 Center Position: 4.5
)Rk(gd Half width: 5.0
X&49C:jN Titlitng Angle: 45
{}"
< Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
TK> ~)hc} 图2.波导结构（未设置周期）
O6-';H:I]L +['1~5 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。
E){OD yk 将Linear2代码段修改如下:
9*n?V ;E Dim Linear2
[["eK9 }0 for m=1 to 8
LG(" <CU Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
@frV:% Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
|N^8zo : Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Uul 5h8F Linear2.SetAttr "Depth", "0"
9dp4&&Z+F Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
DYZk1 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
JGzEm>_ m Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
!,7)ZW? *8 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
( 8W ?ym ^q }phj3E 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。
$Zrc- tkV 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Je'%E J pnv)D}" 设置仿真参数
G&6`?1k 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
fE>JoQs38 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
?6MUyH]a TE simulation
PEKXPF N Mesh Delta X: 0.015
mG *Y v Mesh Delta Z: 0.015
6TQ[2%X' Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
O6q5qA 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
_t X1z ^ Number of Anisotropic PML layers: 15
mI^S% HT 其它参数保持默认
{ ux'9SA 运行仿真
vhU
$GG8 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
J? &%fI • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
6k|f]BCL • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
1yc$b+T H j3
@Q 远场分析
衍射波
`Z2-<:]6&a 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
e&<=+\ul 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
2rf#Bq?7 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
8 *]dA ft 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)
~>%% kQt 图4.远场计算对话框
xCu\ jc)2 Fcn@j#[J 5. 在远场对话框，设置以下参数：
B|AIl+y Wavelength: 0.63
r8_MIGM' Refractive index: 1.5+0i
^w
jM u5f Angle Initial: -90.0
}hc+ENh Angle Final: 90.0
(. $e@k= Number of Steps: 721
+5Y;JL<%/ Distance: 100, 000*wavelength
a7z% )i;Z Intensity
]6WP;.[ |A)a
='Ap 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'z};tIOKJk 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%L nG^L 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
