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：
4["&O=:d •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
~uj;qq •光栅布局
模拟和后处理分析
o2uj =Gnx 布局layout
jd:B \%#![ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
+sZUJ 图1.二维光栅布局
n]N 96oD X_ ?97iXjx 用VB脚本定义一个2D光栅布局
S$[k Q|Am b ,<9 步骤：
MGt]' } 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
F
L=,YP 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 \ x+ 3f Wafer Dimensions：
;>"nn
VW Length (mm): 8.5
-]S.<8<$ Width (mm): 3.0
[j9E pi( ]Pc^#=(R0 2D wafer properties:
:i*JnlvZ Wafer refractive index: Air
tIuoD+AW 3 点击 Profiles 与 Materials.
Q0cRH"!: A6"Hk0Hf 在“Materials”中加入以下
材料：
glUo7^ay7 Name: N=1.5
0 f/.>1M= Refractive index (Re:): 1.5
pq! %?m] *xs!5|n+ Name: N=3.14
v:|( 8Y Refractive index (Re:): 3.14
+R.N%_ Tg
?x3?kw 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Vpp& |n9^ Name: ChannelPro_n=3.14
J5yidymrpW 2D profile definition, Material: n=3.14
"!UVs +)] 0l \y.
Name: ChannelPro_n=1.5
Re= WfG 2D profile definition, Material: n=1.5
[aqu }Su ;<wS+4, 6．画出以下波导结构：
Xb XA+ey 6 a. Linear waveguide 1
uCP> y6I Label: linear1
r)T[(D'Tm- Start Horizontal offset: 0.0
oC |WB S Start vertical offset: -0.75
A74920X`W End Horizontal offset: 8.5
lmCZ8 j(FF End vertical offset: -0.75
XcfKx@l Channel Thickness Tapering: Use Default
b=[?b+ Width: 1.5
@QEqB_W Depth: 0.0
[_6 &N. Profile: ChannelPro_n=1.5
Mi7y&~, 3f76kl(& b. Linear waveguide 2
f [o%hCS Label: linear2
)Y]/^1hx Start Horizontal offset: 0.5
/VTM 9)u Start vertical offset: 0.05
+cB&Mi5 End Horizontal offset: 1.0
&tI#T)SSs End vertical offset: 0.05
\h{r;#g Channel Thickness Tapering: Use Default
`,>wC+} Width: 0.1
7C,T&g
1: Depth: 0.0
v."Dnl Profile: ChannelPro_n=3.14
>'=MH 2; 9w4sSj` 7.加入水平平面波：
g!J0L7 i| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
P= 8>c'Q Input field Transverse: Rectangular
+a+` Z>
X Position: 0.5
y2yKm1<Ru< Direction: Negative Direction
xFF r Label: InputPlane1
)Hw:E71h2 2D Transverse:
_YHu96H; Center Position: 4.5
GG6% bF Half width: 5.0
w~\% vXla Titlitng Angle: 45
]s1 YaNq Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6`H.%zM 图2.波导结构（未设置周期）
8 <#U9] 3:CO{=`\7B 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。
;[0 &G6g 将Linear2代码段修改如下:
L/r@ S' Dim Linear2
m}Y 0xV9 for m=1 to 8
y=sGe!^ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
{ I1~-8 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
uOi&G: = Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
o|8`>!hF Linear2.SetAttr "Depth", "0"
tpf7_YP_!- Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
g:)DNy Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
1(dj[3M t Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
tbD oP
Y Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"5|Lz) = ^HA
%q8| n 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。
|;vi*u 图3.光栅布局通过VB脚本生成
2 h |e l}g;'9ZB 设置仿真参数
x^= M6;: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
M#j N-ix 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
h 8 @ TE simulation
7*H:Ob) 9k Mesh Delta X: 0.015
C ;B}3g& Mesh Delta Z: 0.015
y&J@?Hc> Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
{bNXedZ\ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
7,$z;Lr0S Number of Anisotropic PML layers: 15
j . A6S` 其它参数保持默认
|$lwkC)O 运行仿真
aw $L$7b} • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
tykB.2f • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ZU2laqa_ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'?*g%Yuz O9h+Q\0\ W 远场分析
衍射波
:VA.Q rKW 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
qCMl!g' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
p='-\M74K 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
hP@(6X," 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
#VbVs l 图4.远场计算对话框
[bQj,PZ& VV_l$E$ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
9l/E jF^ Wavelength: 0.63
vP-M,4c Refractive index: 1.5+0i
Pt< s* ( Angle Initial: -90.0
\>/M .2 Angle Final: 90.0
i, n D5 @# Number of Steps: 721
6)gd^{ Distance: 100, 000*wavelength
v6a]1B Intensity
GJ(d&o8 <I*x0BM= 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
?:rx1}:F 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
+{`yeZ9S 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
