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：
LEk
W ^Mv •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
YH E7 `\l •光栅布局
模拟和后处理分析
6 Iup4sP 布局layout
K}Aaflq 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Q~`]0R159e 图1.二维光栅布局
M34*$>bk
^d! -IL_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
6W~F
nJI Iy"
步骤：
S c@g;+#QU 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
=_TCt H 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 b` 1P%OjC Wafer Dimensions：
c1Dhx,]ad Length (mm): 8.5
Z>o 20uA Width (mm): 3.0
cz.-cuD[iD sfx:j~bsL 2D wafer properties:
V} 3.K\7 Wafer refractive index: Air
<~f/T]E, 3 点击 Profiles 与 Materials.
c~p4M64 ][D< J0 在“Materials”中加入以下
材料：
y|c]r!A Name: N=1.5
/SZsXaC ' Refractive index (Re:): 1.5
tV%M2 D xS W4T>@ b. Name: N=3.14
WtdWD_\%Y\ Refractive index (Re:): 3.14
Z~$fTW6g w!tQU9 + * 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
b[H& vp Name: ChannelPro_n=3.14
U
JY`P4( 2D profile definition, Material: n=3.14
yl)}1DPP IaN|S|n~ Name: ChannelPro_n=1.5
Pgb <;c:4 2D profile definition, Material: n=1.5
z[V|W :Iw)xd1d}\ 6．画出以下波导结构：
;c lF\K> a. Linear waveguide 1
k4s >sd3 5 Label: linear1
[O9(sWL' Start Horizontal offset: 0.0
L;>tuJY1 Start vertical offset: -0.75
IL`5RZi1 End Horizontal offset: 8.5
%Wn/)#T| End vertical offset: -0.75
CShVJ:u+K\ Channel Thickness Tapering: Use Default
X+Xjf( Width: 1.5
O Y /QA Depth: 0.0
.-fJ\`^mi Profile: ChannelPro_n=1.5
;PGC9v%i ^uC1\!Q1 b. Linear waveguide 2
Rm"lRkY4I[ Label: linear2
F<
Qjoaz Start Horizontal offset: 0.5
miEfxim Start vertical offset: 0.05
_q M'm^z5 End Horizontal offset: 1.0
MiAXbo#\ End vertical offset: 0.05
\2 pJ ] Channel Thickness Tapering: Use Default
&A]*"lt|w Width: 0.1
d{I|4 h Depth: 0.0
, )u}8ty3j Profile: ChannelPro_n=3.14
NZmmO )p4 DBb mM*r 7.加入水平平面波：
=^O8 4Cp 6 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
1KAA(W;nq Input field Transverse: Rectangular
T&6{|IfM_ X Position: 0.5
*ofK|r Direction: Negative Direction
6D6=5!l Label: InputPlane1
*~4w%U4T0 2D Transverse:
s>E4.0[I% Center Position: 4.5
&YDb/{|CIC Half width: 5.0
XLI'f$w& Titlitng Angle: 45
\^w=T* Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
!nC Z, 图2.波导结构（未设置周期）
6t<~. 2' wnN@aO6 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。
<j-Bj $3 将Linear2代码段修改如下:
')}$v+ 9h Dim Linear2
coiTVDwA for m=1 to 8
YNH>^cD1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
45W:b/n\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
v93+<@ Z Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
GL9R
5 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$BwWhR Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
;xXHSxa:=W Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
g=:%j5?.e Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Fu(e4E Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
6P3ezl@#; ZZ)bTLu 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
&W)k s 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!f V.#9AB# =3 }@\f# 设置仿真参数
HRC5z<k% 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
+g@@|&B 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
VABrw t TE simulation
2u~0B +)K/ Mesh Delta X: 0.015
N"2P&Ho] Mesh Delta Z: 0.015
,iB)8Km@U Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
P)tX U 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Yono8M;9* Number of Anisotropic PML layers: 15
^-f5;B`\i 其它参数保持默认
ak;fCx& 运行仿真
0@.$(Aqo( • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
69`9 !heu • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Gg{@]9 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(IAl$IP63s 7E%ehM6Y 远场分析
衍射波
\# lh b 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
mdoy1 a 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
6Bo~7gnc 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
=5+M]y
E< 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
"mSDL:$ 图4.远场计算对话框
lva]jh2 gOx4qxy/m| 5. 在远场对话框，设置以下参数：
@ R9 Wavelength: 0.63
7?]gUrE Refractive index: 1.5+0i
Mw\/gm_3 Angle Initial: -90.0
(b GiBsb Angle Final: 90.0
rM2?" Number of Steps: 721
GQ$0`?lp Distance: 100, 000*wavelength
d_QHm;}Cx Intensity
3|[:8 n saf6y&E 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
w-H gC 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
4O[5, 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
