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：
Ny$N5/b!! •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
b2^O$ l •光栅布局
模拟和后处理分析
be]Zx`)k 布局layout
M1eM^m8U 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
gMPvzBpP 图1.二维光栅布局
M
y !;N1 t;
@T~% 用VB脚本定义一个2D光栅布局
qhmA)AWG> ,IPryI 步骤：
{tuGkRY2 ~ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
E8.1jCL>{" 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,Qt2 ? Wafer Dimensions：
KkSv2 3In Length (mm): 8.5
% O*)'ni
Width (mm): 3.0
?^U1~5ff) rW2l +:@c 2D wafer properties:
~"cqFdnO Wafer refractive index: Air
.G>6_n3 3 点击 Profiles 与 Materials.
-l < [CI Aj+0R?9tG 在“Materials”中加入以下
材料：
ei
@$_w*TH Name: N=1.5
+L
pMNnl6 Refractive index (Re:): 1.5
/< \do 1 gFxa UrZA Name: N=3.14
Cp]q>lM" Refractive index (Re:): 3.14
T*#< p; ~g &Gi)je 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
-V52?Hq Name: ChannelPro_n=3.14
\; zix(N[5 2D profile definition, Material: n=3.14
Gu%}B@ 4^ AE4>pzB e Name: ChannelPro_n=1.5
Zv8G[( 2D profile definition, Material: n=1.5
b\+9#)Up@ F"a31`L>H 6．画出以下波导结构：
~GjM :* a. Linear waveguide 1
9]|G-cyt Label: linear1
2w:cdAv$ Start Horizontal offset: 0.0
ETaLE[T%1 Start vertical offset: -0.75
A
w)P%r End Horizontal offset: 8.5
%loe8yt End vertical offset: -0.75
1y.!x~Pi, Channel Thickness Tapering: Use Default
( C hL$!x Width: 1.5
=mh)b]].4\ Depth: 0.0
!{4bC Profile: ChannelPro_n=1.5
EYU3Pl% FhMl+Ou
b. Linear waveguide 2
R1\$}ep^ Label: linear2
3qq 6X?y* Start Horizontal offset: 0.5
*Ui>NTl Start vertical offset: 0.05
_pR7sNe V End Horizontal offset: 1.0
vLh,dzuo End vertical offset: 0.05
#VM- \02o Channel Thickness Tapering: Use Default
>=n g ? Width: 0.1
' q{|p+ Depth: 0.0
}'Yk#Q Profile: ChannelPro_n=3.14
1ogh8% e[J0+
x#;r 7.加入水平平面波：
3,{tGNl| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
q/t~`pH3 Input field Transverse: Rectangular
A[X~:p.^G X Position: 0.5
VTxLBFK; Direction: Negative Direction
RLX?3u& Label: InputPlane1
.\b # 0w 2D Transverse:
LxxFosi8 Center Position: 4.5
X&({`Uw<K Half width: 5.0
`xd{0EvF Titlitng Angle: 45
JheF}/Bx Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
H He~OxWg 图2.波导结构（未设置周期）
)6Qk|gIu( #[ hJ m'G 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
F#$[jh$ 将Linear2代码段修改如下:
w(vda0 Dim Linear2
[l X3":) for m=1 to 8
:1\QM'O Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
KRh95B GU Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
3 QzHQ U Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
C~a- R# Linear2.SetAttr "Depth", "0"
xt"GO
b Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
\!,@p e_ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
c`h/x>f a Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
(@1*-4l Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
l/w <R I!sB$=n 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。
xYCX}bksh 图3.光栅布局通过VB脚本生成
^gD%#3>X >E`p@
e+ 设置仿真参数
-964#>n[ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4`#3p@- 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
RAW(lZ(
TE simulation
f*^)0Po Mesh Delta X: 0.015
yp:_W@ Mesh Delta Z: 0.015
TGe{NUO Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
7I _lTu ( 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
4#BoS9d2I< Number of Anisotropic PML layers: 15
=+j>?Yi 其它参数保持默认
` * =Tf 运行仿真
@dj 2# • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
+aWI"d--h • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
^?)o,djY& • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'9MtIcNb :D'#CoBA 远场分析
衍射波
E)dV;1t 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
h[0,/`qb{ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
F! ;0eS"xp 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
~rX2oLw{&
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)
dM1)wkbET 图4.远场计算对话框
/U#{6zeM[, n)7olP0p 5. 在远场对话框，设置以下参数：
w3=Bj Wavelength: 0.63
9\]%N;;Lo Refractive index: 1.5+0i
OyG$ ]C Angle Initial: -90.0
.iB ?: Angle Final: 90.0
)TBG-<wt Number of Steps: 721
=-c"~4 Distance: 100, 000*wavelength
`_6!nk q8 Intensity
Tv& -n 5Q.bwl : 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
<|s9@;(I 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
uwl;(zwh_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
