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：
UxxX8N •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
W] WH4.y •光栅布局
模拟和后处理分析
)PkW,214# 布局layout
~{$ c| 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
{ 1_ <\ ~J 图1.二维光栅布局
xYZ,. (I`l v=R"j 用VB脚本定义一个2D光栅布局
\H9:%Tlp~4 l-P6B9e|\ 步骤：
&Yo|Pj 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!"o\H(siT 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,!, tU7-H Wafer Dimensions：
l,~`o$ _ Length (mm): 8.5
:+
mULUi Width (mm): 3.0
} '?qUy3x eY-h<K)y 2D wafer properties:
f[
2PAz Wafer refractive index: Air
6Xz d> 5x 3 点击 Profiles 与 Materials.
cU-A 1W fC 3T\@(& 在“Materials”中加入以下
材料：
U{j4FlB Name: N=1.5
|Y8}*C\M.h Refractive index (Re:): 1.5
?pc bso *?*~<R Name: N=3.14
in5e * Refractive index (Re:): 3.14
1Q !kk5jE lT*@f39~g 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
rHM^_sYRb Name: ChannelPro_n=3.14
MV??S{^4 2D profile definition, Material: n=3.14
Qwt0~9n( fL# r@TB-s Name: ChannelPro_n=1.5
b;{"@b,Y 2D profile definition, Material: n=1.5
:<mJ RsDf xticC> 6．画出以下波导结构：
LR{b NV[i a. Linear waveguide 1
hv?T}E Label: linear1
}6BXa Start Horizontal offset: 0.0
V0rQtxE{F Start vertical offset: -0.75
I 44]W & End Horizontal offset: 8.5
{%CW!Rc End vertical offset: -0.75
U[|5:qWs Channel Thickness Tapering: Use Default
<R+?>kz6 Width: 1.5
wJ pb$; Depth: 0.0
6^t#sEff] Profile: ChannelPro_n=1.5
IC5QH<.$C nu7 R b. Linear waveguide 2
[^?i<z{0C Label: linear2
4H (8BNgzV Start Horizontal offset: 0.5
jpO0dtn3= Start vertical offset: 0.05
j}tM0Ug.U End Horizontal offset: 1.0
IG# wY End vertical offset: 0.05
hRRxOr#*$ Channel Thickness Tapering: Use Default
cc*?4C/t Width: 0.1
8'L:D Depth: 0.0
K#N9N@W jR Profile: ChannelPro_n=3.14
bhGRD{= RRPPojKZ 7.加入水平平面波：
>Oj $ Dn= Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
9 " t; 6 Input field Transverse: Rectangular
-seLa(8F X Position: 0.5
6)ibXbH Direction: Negative Direction
OdZ/ \_Z Label: InputPlane1
c+E \e] { 2D Transverse:
YPGzI]\ Center Position: 4.5
l?2 Half width: 5.0
pi~5}bF!a Titlitng Angle: 45
6IV):S ~ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
[ uHU[
sG 图2.波导结构（未设置周期）
]Q ]y* p<(a );<L 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。
2I}+AW!!= 将Linear2代码段修改如下:
(*P`
Dim Linear2
?4U4o<
for m=1 to 8
z/`+jIB Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Qw5(5W [L Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
6WQN !H8+^ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
=1,!EkG Linear2.SetAttr "Depth", "0"
qbso d Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
JZ`SV}\` Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
sZCK? Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
>!@D^3PPA Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2w3LK2`ZL s|H7;. 3gp 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。
G #e]J;
图3.光栅布局通过VB脚本生成
8^+|I, gJX"4]Ol#} 设置仿真参数
q[VQ?b~9 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
oNe:<YT
2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
s7sd(f]= TE simulation
j@(S7=^C6% Mesh Delta X: 0.015
e-P{)L<s5 Mesh Delta Z: 0.015
a'|]_`36x Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
U5N |2 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
S $hxR Number of Anisotropic PML layers: 15
^8 ~TsK~ 其它参数保持默认
d;p3cW" 运行仿真
J.: • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
FS&QF@dtgf • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
D((/fT)eD • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
1="]'!2Is Qc-W2% 远场分析
衍射波
KT T!P 4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
eA(\#+)X ` 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
4cSs=|m?+ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
F/lL1nTdK 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
9C,gJp}P 图4.远场计算对话框
JS8pN5 [dP<A ?s 5. 在远场对话框，设置以下参数：
w 9G Y/] Wavelength: 0.63
O4f9n Refractive index: 1.5+0i
0'r}] Mws Angle Initial: -90.0
8aVQW_m} Angle Final: 90.0
D$ )F
X(
Number of Steps: 721
paD[4L?4Hk Distance: 100, 000*wavelength
~s4JG V~R Intensity
\G v\&_ M5+R8ttc 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
CPNV\qCY 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
O}cfb 4" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
