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：
J (L$pI M •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
c3ml O [( •光栅布局
模拟和后处理分析
3F3?be 布局layout
%%u4( ' = 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
>?x Vr 图1.二维光栅布局
L2tmo-]nw Yq.@7cJ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
:v48y.Ij7s 1 Qk uxw 步骤：
7MfvU|D[d/ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Vt>E\{@[t 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 #SOe &W5 Wafer Dimensions：
b`=rd 4cpU Length (mm): 8.5
AS
u l Width (mm): 3.0
:W55JD' fA5#
2P{ 2D wafer properties:
b*7i&q'H Wafer refractive index: Air
<9vkiEo 3 点击 Profiles 与 Materials.
eSf:[^ "b;?2_w:E 在“Materials”中加入以下
材料：
W3kilhZ Name: N=1.5
? Ci\3)u,P Refractive index (Re:): 1.5
>n62csO S uSZ,> Name: N=3.14
Bf'(JJ7&N Refractive index (Re:): 3.14
=X):Zi #{a <{HX 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
<Do8 9 Name: ChannelPro_n=3.14
t@v8>J%K 2D profile definition, Material: n=3.14
p-_j0zv k2a^g CBC Name: ChannelPro_n=1.5
u^$ CR 2D profile definition, Material: n=1.5
rL/+`H 3]Mx,u 6．画出以下波导结构：
3m'6 cMQ a. Linear waveguide 1
|ipppE= Label: linear1
?T&D@Ohsx Start Horizontal offset: 0.0
%|~ UNP$ Start vertical offset: -0.75
> im 4'- End Horizontal offset: 8.5
>#Y q&@G End vertical offset: -0.75
yO)Qg* r Channel Thickness Tapering: Use Default
>'e qOZM Width: 1.5
Lj#6K@u@Z Depth: 0.0
c1f6RCu$b Profile: ChannelPro_n=1.5
SE1 tlP fr7/%{s b. Linear waveguide 2
E7,\s
Label: linear2
,b8AB_yw Start Horizontal offset: 0.5
f.{0P -Np Start vertical offset: 0.05
[ S% End Horizontal offset: 1.0
A{k@V!A% End vertical offset: 0.05
=G`m7!Q) Channel Thickness Tapering: Use Default
{rDZKy^f Width: 0.1
\GN5Sy]r Depth: 0.0
:d;5Q\C` Profile: ChannelPro_n=3.14
:>;#/<3{ okW3V}/x/z 7.加入水平平面波：
-MZ Eli g Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
bP[/ Input field Transverse: Rectangular
!
^W|;bq X Position: 0.5
f{J7a1 `_ Direction: Negative Direction
)8_0 d ) Label: InputPlane1
:zCm$@ 2D Transverse:
0WFZx
Ad " Center Position: 4.5
n.)- aRu[ Half width: 5.0
E_z@\z MB Titlitng Angle: 45
B sAglem Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
q&.!*rPD 图2.波导结构（未设置周期）
t%%I .zIV7 Y+N87C< 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。
8CL05:& 将Linear2代码段修改如下:
!dGgLU_ Dim Linear2
` mi!"pm w for m=1 to 8
la-+ ` Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
s}.nh>Q Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
(]JJ?aAF Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
er_aol e Linear2.SetAttr "Depth", "0"
cb+!H>+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
@1pdyKK Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^ZsME, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
CNwhH)* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
FR&RIFy ` 4o;Lz~ 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。
Vo\d&}Q 图3.光栅布局通过VB脚本生成
1Dbe0u Av'H(qB\K 设置仿真参数
7J _H Ox# 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
F"q3p4-<> 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
1 +^c3Dd` TE simulation
Yv{AoL~ Mesh Delta X: 0.015
,UP6.C14 Mesh Delta Z: 0.015
,Y a&M@^Z Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
DN!EsQ6 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
pyN PdEy Number of Anisotropic PML layers: 15
NT/}}vES 其它参数保持默认
'? d[ ip 运行仿真
+5Mx0s(5 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
hZpFI?lqc\ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
A4# m&o • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
NzEuiI} Nb$ )YMbA 远场分析
衍射波
rnW i<Se 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
d&fENnt?h 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
P vtf_Qo^ 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
fhC=MJ
@ 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)
h_cZ&P| 图4.远场计算对话框
)a.U|[:y[+ bZ389dSn 5. 在远场对话框，设置以下参数：
1*a2s2G
' Wavelength: 0.63
5%Q!R% Refractive index: 1.5+0i
y.>r>o"0 Angle Initial: -90.0
^Ab|\ 5^3 Angle Final: 90.0
"e (N h%t Number of Steps: 721
|OC6yN *P) Distance: 100, 000*wavelength
Gf"/fpeQx Intensity
?e BN_a,r6 / og'W j 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
ICGBU>Db 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
+pE-Yn`YS 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
