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：
xw1,Wbu] •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Xh~oDnP •光栅布局
模拟和后处理分析
3],(oQq^ 布局layout
fl_a@QdB# 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
F*:H&, 图1.二维光栅布局
W^H[rX}= :2{ [f+ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
cIuCuh 0I` FklO#+<: 步骤：
8L@@UUjr 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
{+9t!' 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 N =8CVI Wafer Dimensions：
3VQmo\li Length (mm): 8.5
hGUQdTNP Width (mm): 3.0
f,-'eW/j ,
d4i0;2}+ 2D wafer properties:
) I . uqG Wafer refractive index: Air
G6"4JTW O 3 点击 Profiles 与 Materials.
9<Th: t|w p1ER<_fp 在“Materials”中加入以下
材料：
itO1ROmu Name: N=1.5
VOmS>'$ Refractive index (Re:): 1.5
U[@B63];0 K~8!Gh{h] Name: N=3.14
MB.LHIo Refractive index (Re:): 3.14
lg jY\? "1ZV uI 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
,#.^2O9-^ Name: ChannelPro_n=3.14
v[m1R' 2D profile definition, Material: n=3.14
/q`f3OV" 57U;\L;ZmZ Name: ChannelPro_n=1.5
Vf(n 2D profile definition, Material: n=1.5
0@#d($'1?Z 6
)Qe*S 6．画出以下波导结构：
3\P/4GK) a. Linear waveguide 1
f%STkL) Label: linear1
d[ce3':z Start Horizontal offset: 0.0
`[f IK, Start vertical offset: -0.75
=Ajw(I[56 End Horizontal offset: 8.5
a'\fS7aE0l End vertical offset: -0.75
Vao3 &#D8 Channel Thickness Tapering: Use Default
D_I_=0qNd Width: 1.5
_3_o/I Depth: 0.0
IBv9xP]BZ Profile: ChannelPro_n=1.5
s3 gT6 xx%*85 < b. Linear waveguide 2
bEzy KrN\ Label: linear2
T:udw Start Horizontal offset: 0.5
:Us NiR=l Start vertical offset: 0.05
54&&=NVs| End Horizontal offset: 1.0
[-Mfgw]i End vertical offset: 0.05
&R}2/Mt Channel Thickness Tapering: Use Default
f Aeq(tI= Width: 0.1
9t0NO-a Depth: 0.0
`"E<%$|ZQy Profile: ChannelPro_n=3.14
}Q>??~mVl %X Wb|-= 7.加入水平平面波：
MqswYK-s Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
mINir- Input field Transverse: Rectangular
lem\P_V) X Position: 0.5
=)XC"kU p Direction: Negative Direction
#c2JWDH1F Label: InputPlane1
as@I0e(( 2D Transverse:
j&=!F 3[ Center Position: 4.5
k%ckV`y Half width: 5.0
]4oF!S%F Titlitng Angle: 45
R&s\h"=* Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
;z ^C\=om 图2.波导结构（未设置周期）
.AHww7 I =yy
I 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。
:mz6*0qW 将Linear2代码段修改如下:
sBu- \P# Dim Linear2
'd=B{ 7k@ for m=1 to 8
L [ 7Aa"R Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
W- @}q}A Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
\ !:^=2VF Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
I)X33X, Linear2.SetAttr "Depth", "0"
3 +$~l5LY Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
W J$!W Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
4P}<86xk Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
pWXoJ0N Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
m]:|j[!*M TW?A/G oXI 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。
xD<:'-ri> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
|Orp:e! 2AI~Jm# 设置仿真参数
,v+~vXO&\ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
N!:&Xz 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
yGtGhP8 TE simulation
D>Dch0{H,: Mesh Delta X: 0.015
ey>V^F j Mesh Delta Z: 0.015
(Y%pk76d Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Vi 1=
E]) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
D^9r#& Number of Anisotropic PML layers: 15
W-+~r 其它参数保持默认
8yV?l7 运行仿真
k~ZE4^dM • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
S tJ&YYdD • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
q}mQm' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
# Y;_W;# 'm,3znX!c 远场分析
衍射波
>|22%Y VX 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\d#|n u 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
{
'Db 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
+
\ AiUY 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)
Jx8?x#} 图4.远场计算对话框
xr*hmp1 EpCsJ08K 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ufnjh Hu Wavelength: 0.63
2'zYrdem Refractive index: 1.5+0i
=N%;HfUD Angle Initial: -90.0
!yQ# E2/A Angle Final: 90.0
9,`eYAu Number of Steps: 721
-_RMiGM?T Distance: 100, 000*wavelength
P~y % Intensity
B2PjS1z2 5g3D}F>OJ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!!4` #Z0+# 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
& A%*sD6 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
