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：
Jq(;BJ90R •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
){#INmsF •光栅布局
模拟和后处理分析
K$qY^oyQFw 布局layout
N 6u>V~i 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
qwJp &6 图1.二维光栅布局
NQ[X=a8N ~&RrlF h 用VB脚本定义一个2D光栅布局
G'}N ?8s1 5psJv|Zo] 步骤：
F7*)u-4Yn 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
X"q[rsB 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 [:gg3Qzx Wafer Dimensions：
lOeX5%$Z Length (mm): 8.5
[?9 `x-Q Width (mm): 3.0
G ,$nq4 ercXw7{ 2D wafer properties:
i.Y2]1 Wafer refractive index: Air
Nj2l>[L; 3 点击 Profiles 与 Materials.
Z:N;>.3i 'm6 bfS^T 在“Materials”中加入以下
材料：
n~\; +U Name: N=1.5
,K\7y2/ Refractive index (Re:): 1.5
R_+:nCB@, > K,QP<B Name: N=3.14
*'A*!=5( Refractive index (Re:): 3.14
%! nN<% ~M H ^R1=] 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
=Hd#"9- Name: ChannelPro_n=3.14
El B[k< 2D profile definition, Material: n=3.14
9U.Ctx:F EwV$2 AK Name: ChannelPro_n=1.5
]jVE 2D profile definition, Material: n=1.5
wn.6 l
` e CN: 6．画出以下波导结构：
B&rN gG7~ a. Linear waveguide 1
=_C&lc" Label: linear1
.0xk}, Start Horizontal offset: 0.0
.$}z</#! Start vertical offset: -0.75
2/V%jS[4#y End Horizontal offset: 8.5
?G',Q tz<K End vertical offset: -0.75
d;gs1]E50 Channel Thickness Tapering: Use Default
@M<qz\
[ Width: 1.5
`f&::>5tD Depth: 0.0
FA{Q6fi:2 Profile: ChannelPro_n=1.5
9^n0<(99b e>e$ {\ =, b. Linear waveguide 2
^ }5KM87 Label: linear2
j][&o-Ev Start Horizontal offset: 0.5
4Ps;Cor+ Start vertical offset: 0.05
Q0jg(=9wP End Horizontal offset: 1.0
[@VzpVhXz End vertical offset: 0.05
|3B<;/v5 Channel Thickness Tapering: Use Default
uk$MQ v*D Width: 0.1
< ^5$))r Depth: 0.0
`{ >/'o Profile: ChannelPro_n=3.14
F4T!&E%6 F::Ki4{jJ 7.加入水平平面波：
;4b=/ 1M' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
}F.k,2 Input field Transverse: Rectangular
)6p6<y X Position: 0.5
Fy E# @ R Direction: Negative Direction
8VQ!&^9!U# Label: InputPlane1
>Q@y8*E\F 2D Transverse:
[DeD U: Center Position: 4.5
A+dx7anUz Half width: 5.0
m`8{arz2 Titlitng Angle: 45
!=,zy Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
q#c+%,Z=C 图2.波导结构（未设置周期）
)Z/w| 5 < 5ta;C G 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。
YfT
D 将Linear2代码段修改如下:
aL&egM* Dim Linear2
9<3}zwJ for m=1 to 8
'9.@r\ g Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
hwe6@T.# Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Gchs$^1`t Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
:'<;]~f Linear2.SetAttr "Depth", "0"
? b(wZ-/ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
4FYV]p8f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
9QHj$)?k, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<h#W*a
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ZoJq JWsd GQYn |vm 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。
Oj%5FUP~[% 图3.光栅布局通过VB脚本生成
fCY??su*
Q wG_- 设置仿真参数
nTGf 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
3D@3jyo: 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
7\g#'#K TE simulation
}[!=O+g O Mesh Delta X: 0.015
@,,G]4zZ! Mesh Delta Z: 0.015
dB#c$1 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
4Lk<5Ho 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
SOsz=bVx Number of Anisotropic PML layers: 15
*u|1Z%XO 其它参数保持默认
;?iu@h 运行仿真
a;;
E s • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
V73/q • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
W-r^ME • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ipGxi [Vav Zi]E!Tgn 远场分析
衍射波
5cA:;{z];g 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
K5`*Y@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
G~&8/ s 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
)n9,?F#l 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
a"O;DYh 图4.远场计算对话框
=c,7 uB W58?t6!
= 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Xe: ^<$z Wavelength: 0.63
&D-z|ZjgHi Refractive index: 1.5+0i
mc2uI-W Angle Initial: -90.0
5Zhl@v,L% Angle Final: 90.0
eTgtt-;VR Number of Steps: 721
|[#Qk 4Ttf Distance: 100, 000*wavelength
&|'yqzS3 Intensity
cg]Gt1SU {=d}04i)E" 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
r~Q E}00@^ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
1D [>oK\ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
