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：
cq`!17"k •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
SIZ&0V •光栅布局
模拟和后处理分析
4Uk\h gT0 布局layout
" C. cU 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
xrZzfg 图1.二维光栅布局
{UFs1 y]okOEV0 用VB脚本定义一个2D光栅布局
vn+~P9SHQ [ KDNKK 步骤：
}*P?KV ( 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
[k]3#<sS 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 YfstE3BV Wafer Dimensions：
m;JB=MZ=m Length (mm): 8.5
9+
A~( Width (mm): 3.0
]&?8l:3-G qoP /` Y6 2D wafer properties:
5^97#;Q;J" Wafer refractive index: Air
kxLWk%V 3 点击 Profiles 与 Materials.
|\U 5m6 q !{?<(6;t 在“Materials”中加入以下
材料：
l[6lXR&| Name: N=1.5
Sc?q}tt^C Refractive index (Re:): 1.5
&u4;A[- R >r YkVl v Name: N=3.14
;LC?3. Refractive index (Re:): 3.14
U;=1v:~d :CsrcT= 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4 'DEdx,&f Name: ChannelPro_n=3.14
'si {6t| 2D profile definition, Material: n=3.14
k#n% at.g oh7tE$"c Name: ChannelPro_n=1.5
eGL B,29g 2D profile definition, Material: n=1.5
F@b=S0}K Q0%s|8Jc 6．画出以下波导结构：
#]h&GX a. Linear waveguide 1
-br): }f Label: linear1
wg4Ol*y' Start Horizontal offset: 0.0
C^fn[plL Start vertical offset: -0.75
&bigLe End Horizontal offset: 8.5
y7Nd3\v [\ End vertical offset: -0.75
AqT}^ fS Channel Thickness Tapering: Use Default
P VSz%" Width: 1.5
M nP+L'| Depth: 0.0
7$v_#ZE.H Profile: ChannelPro_n=1.5
Cw l: B%WkM\\!^ b. Linear waveguide 2
:eH\9$F`x; Label: linear2
G0 h e 'BR Start Horizontal offset: 0.5
)XDbg> Start vertical offset: 0.05
92ngSaNC End Horizontal offset: 1.0
@V Sr'?7- End vertical offset: 0.05
j XYr&F Channel Thickness Tapering: Use Default
hlfdmh? / Width: 0.1
" H]R\xp Depth: 0.0
? U* `!- Profile: ChannelPro_n=3.14
M6j~`KSE 3:>hHQi 7.加入水平平面波：
3U 'l'H, Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
>=8 6*U~ Input field Transverse: Rectangular
7M~/[f7Z{ X Position: 0.5
abp\Ih^b Direction: Negative Direction
}tQ^ch; Q Label: InputPlane1
*=P*b|P"$ 2D Transverse:
}^
=f%EjV Center Position: 4.5
,'n`]@0?\ Half width: 5.0
@p@b6iLpO Titlitng Angle: 45
4Ik'beZqK Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
dsg-;*% 图2.波导结构（未设置周期）
W^pf 1I 8[ z0UtKE^b 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。
R7A:K]iJ5 将Linear2代码段修改如下:
qC B{dp/ Dim Linear2
QQt4pDir> for m=1 to 8
g" " Ep Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
iz 0: Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
03.\!rZZ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
i7e_ ~K Linear2.SetAttr "Depth", "0"
wG73GD38 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
HM#|&_gV Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
B=%x#em Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
j.[W] EfL~ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
^b4i9n,t1 Tv9\ ` F[ 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。
>uDC!0 )R 图3.光栅布局通过VB脚本生成
{w@9\LsU !3{;oU%* 设置仿真参数
<`?%Cz AO 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
MY^o0N 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
[
P,gEYk TE simulation
VB` % u= Mesh Delta X: 0.015
csA-<}S5]b Mesh Delta Z: 0.015
/&9R*xNST# Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
3"sXN)j 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
/.~zk(-&h Number of Anisotropic PML layers: 15
nb ?(zDJ8 其它参数保持默认
v57<b&p26 运行仿真
Xc4zUEO9 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
< FY%QB)h • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
j<R&?* • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
t*)!BZ fe8hgTP| 远场分析
衍射波
C;%dZ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
zZP/ C
2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
E^0a; |B[ 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
j6j4M,UI43 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)
%m |1LI( 图4.远场计算对话框
>x6 )AH. h6}rOchj 5. 在远场对话框，设置以下参数：
O<ybiPR Wavelength: 0.63
6J">@+ Refractive index: 1.5+0i
<\ eRa{ef Angle Initial: -90.0
3d,:,f|h Angle Final: 90.0
fWb+ 08 }C Number of Steps: 721
@ 2On`~C` Distance: 100, 000*wavelength
bkz/V/ Y Intensity
\#IKirf? D;*cy<_K8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
qJ .XI 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
qz.l 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
