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：
\d"uR@$3mG •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5l(8{,NDt •光栅布局
模拟和后处理分析
I.4o9Z[? 布局layout
iY|zv|;]= 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
LTn@OhC 图1.二维光栅布局
(0wQ [( A^m]DSF OO 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@;6I94Bp x4_xl
. 步骤：
z:
;ZPSn 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
YK=o[nPmK 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 \Zn% r&( Wafer Dimensions：
Zb \E!>V Length (mm): 8.5
sI/]pgt2 Width (mm): 3.0
_v[ yY3=3 fGwRv% $^ 2D wafer properties:
/ LH#
3 Wafer refractive index: Air
s(0S)l< 3 点击 Profiles 与 Materials.
a>05Yxw =7 e|e6 在“Materials”中加入以下
材料：
kVqRl%/3Tb Name: N=1.5
}L!%^siG_ Refractive index (Re:): 1.5
5W Z9z-6 We8n20w f< Name: N=3.14
%(P\"hE' Refractive index (Re:): 3.14
71RG1, M0B6v} ^H 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
?k 4|;DD Name: ChannelPro_n=3.14
,k9@%{4 l 2D profile definition, Material: n=3.14
O BCH%\;g A89n^@ Name: ChannelPro_n=1.5
XEUy,>mR 2D profile definition, Material: n=1.5
i"B q*b@ 1#Ls4+]5 6．画出以下波导结构：
tc|`cB3f a. Linear waveguide 1
FFG/v`NM Label: linear1
Lddk:u&J Start Horizontal offset: 0.0
y^ij u( Start vertical offset: -0.75
ycD}7 End Horizontal offset: 8.5
ZH1W#dt`[ End vertical offset: -0.75
O(_a6s+m Channel Thickness Tapering: Use Default
K> rZJ[a Width: 1.5
K1_]ne)
Depth: 0.0
San=E@3}v! Profile: ChannelPro_n=1.5
Uo~-^w} dF`\ewRFn b. Linear waveguide 2
e@`"V,i Label: linear2
US.7:S-r" Start Horizontal offset: 0.5
xn &$qLB Start vertical offset: 0.05
en5sqKqh+ End Horizontal offset: 1.0
#s}c K End vertical offset: 0.05
,Fv8&tR Channel Thickness Tapering: Use Default
v/s6!3pnl Width: 0.1
QAk.~ ob Depth: 0.0
YVcO+~my Profile: ChannelPro_n=3.14
VEc^Ap1?' MS=zG53y 7.加入水平平面波：
hoOT]Bsn Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
@:ojt $ Input field Transverse: Rectangular
$vR#<a,7> X Position: 0.5
+n>_NVe Direction: Negative Direction
wuV*!oef o Label: InputPlane1
Ofm?`SE*| 2D Transverse:
SKUri Center Position: 4.5
fDzG5}i Half width: 5.0
Qm >x ? Titlitng Angle: 45
HtN!Hgpwg Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
V~~4<?= A 图2.波导结构（未设置周期）
!Z}d^$ $GI
jWlAh 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
K.R4.{mo 将Linear2代码段修改如下:
bzC| aUGM Dim Linear2
eF06B'uL for m=1 to 8
j{`C|zg Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
r YP72< Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[dXpz^Co Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
<aPbKDF~V Linear2.SetAttr "Depth", "0"
ElK7jWJ+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
CC~:z/4,N Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
gx55.} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
^DQp9$la Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
:ot^bAyt| K!cLEG!G 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。
qx;8Hq(E[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
xis],.N
ib,BYFKEW 设置仿真参数
..=WG @>$+ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
2x<A7l)6 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
6`JY:~V" TE simulation
|Q\O%
cb Mesh Delta X: 0.015
|l#<vw
wE Mesh Delta Z: 0.015
~M !9E]) Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|RS(QU<QE 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
$.0l% $ 7 Number of Anisotropic PML layers: 15
S!r,p }; 其它参数保持默认
4]P5k6 nV 运行仿真
VHb Q LJ0 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
'Y;M% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
|Vj@;+/j • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
>69- [#P! V0 O6\) /. 远场分析
衍射波
%%c1@2G< 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
%0MvCm 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
GLpl 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
-KA Y 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)
~#SLb=K 图4.远场计算对话框
G p.XTz#= 0g{`Q d 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Mcfqo0T- Wavelength: 0.63
=uil3:,[S Refractive index: 1.5+0i
4b/>ZHFOF; Angle Initial: -90.0
vWh]1G#'p[ Angle Final: 90.0
"+{>"_KV Number of Steps: 721
, ej89 Distance: 100, 000*wavelength
a^5.gfzA Intensity
t8:QK9|1 {n'+P3\T: 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
9[@K4& 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
5%#V>|@e# 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
