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：
,80 qwN, •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5G=< 2; •光栅布局
模拟和后处理分析
T:q_1W?h] 布局layout
N&7=
hni 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
r=P)iE: 图1.二维光栅布局
){`s&? M0 \O5`R- 用VB脚本定义一个2D光栅布局
%JM:4G|q ^%|,G:r 步骤：
#j
-bT4! 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
)I'?]p< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0 3fCn" Wafer Dimensions：
G 'IqAKJ Length (mm): 8.5
jY%&G#4 Width (mm): 3.0
cH OtMPyQ <+ UEM ~) 2D wafer properties:
GL$!JKWp Wafer refractive index: Air
"V-k_d " 3 点击 Profiles 与 Materials.
Hs/
aU _ uc!j`G*] 在“Materials”中加入以下
材料：
F8M&.TE_3 Name: N=1.5
'?dO[iQ$: Refractive index (Re:): 1.5
I
Y%M5(&Q v+uq Name: N=3.14
eqbQ,, & Refractive index (Re:): 3.14
1O@
qpNm m3 W:\LTTp 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
eJA$J=^R; Name: ChannelPro_n=3.14
{Q],rv|; 2D profile definition, Material: n=3.14
_+PiaJ&' I^"ou M9}Q Name: ChannelPro_n=1.5
zaW y7@? 2D profile definition, Material: n=1.5
F: %-x=q c' cK+32 6．画出以下波导结构：
it]im a. Linear waveguide 1
FJ0Ity4u6 Label: linear1
@_s`@ ,= Start Horizontal offset: 0.0
>B>[_8=f@ Start vertical offset: -0.75
<knf^D<" End Horizontal offset: 8.5
]&6# {I- End vertical offset: -0.75
XN9s!5A<L) Channel Thickness Tapering: Use Default
|,3 s]b` Width: 1.5
M)S(:Il6Xx Depth: 0.0
_: @~ bHd Profile: ChannelPro_n=1.5
F. 5'5% j1{|3#5V b. Linear waveguide 2
4 x7(50hp# Label: linear2
+UbSqp1BS Start Horizontal offset: 0.5
) _bc:6Q Start vertical offset: 0.05
-e< d//> End Horizontal offset: 1.0
_CqVH5U? End vertical offset: 0.05
$ N`V %<W Channel Thickness Tapering: Use Default
<xpOi&l Width: 0.1
K$v
SdpC Depth: 0.0
e_'/4
n Profile: ChannelPro_n=3.14
y/=:F=H@w Z] ?Tx2|7 7.加入水平平面波：
;fomc< Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
+B(x:hzY 9 Input field Transverse: Rectangular
x{K^u" X Position: 0.5
9/A$ 3#wF Direction: Negative Direction
aAM!;3j]B` Label: InputPlane1
l{b<rUh5W 2D Transverse:
_vOV(#q2a Center Position: 4.5
CTawXH M Half width: 5.0
kc*zP= Titlitng Angle: 45
^n8ioL\*i Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
( w4w 图2.波导结构（未设置周期）
*u
L Ooq V{ !fa 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。
wq yw#)S 将Linear2代码段修改如下:
+ *u'vt? Dim Linear2
_N8Tu~lqV for m=1 to 8
F`!B!uY Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
(al.7VA;9 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
6Gt~tlt:L Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
%
mP%W< Linear2.SetAttr "Depth", "0"
e^v 5a i Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
NUxOU>f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=^liong0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Pjz_KO/ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
D5]AL5=Xt2 qHwHP 1 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。
GMk\
l 图3.光栅布局通过VB脚本生成
~K'e}<-G `O~NT'Ed8 设置仿真参数
0e. /yPTT 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
H CBZ*Z- 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
H~Z$ pk% TE simulation
y{ & k`H Mesh Delta X: 0.015
4%! #=JCl Mesh Delta Z: 0.015
j^4KczJl Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
lKVy{X 3]* 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Za,MzKd= Number of Anisotropic PML layers: 15
a[e &O&Z 其它参数保持默认
+Dvdv<+ 运行仿真
yf|,/{S • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
G.j R • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$g hAC • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
* SAYli+@ PK&3nXF%4 远场分析
衍射波
2T3TD% 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Lj]I7ICNh 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
OGl> i 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
Z|78>0SAt 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)
( I<]@7> 图4.远场计算对话框
[cJQ"G ' Mn)>G36( 5. 在远场对话框，设置以下参数：
,/m@<NyK Wavelength: 0.63
|\HYq`!g%7 Refractive index: 1.5+0i
0P M F)';R Angle Initial: -90.0
f j
14'T Angle Final: 90.0
A/bxxB7w Number of Steps: 721
P<.
TiF?@ Distance: 100, 000*wavelength
l ~bjNhk Intensity
Drn{ucIs J A=9EnTU 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
72i ]`
7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Cx
N]fo 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
