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：
?X9]HlH •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
joa5|t!D9 •光栅布局
模拟和后处理分析
C}?0`!Cc% 布局layout
SQWafD 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
# FYAV%pi 图1.二维光栅布局
z[#Fog mxFn7.|r~ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
z To8O Pr }wwe}E-e 步骤：
J^m<* 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
q
(+ZwaV@ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 %8)W0WMe Wafer Dimensions：
I,ci >/+b Length (mm): 8.5
[9mL $;M
W Width (mm): 3.0
`C_'|d<HA y69J%/c
ra 2D wafer properties:
cPn +<M# Wafer refractive index: Air
6+dn*_[Z6 3 点击 Profiles 与 Materials.
PoShQR< p" `% 在“Materials”中加入以下
材料：
>0Ev#cX4 Name: N=1.5
f+Dn9t Refractive index (Re:): 1.5
7Bz*r0 9S x.$1<w64t Name: N=3.14
!asqr1/ Refractive index (Re:): 3.14
Qu%D WxGSv#u 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
XTq m] Name: ChannelPro_n=3.14
#T~&]|{, 2D profile definition, Material: n=3.14
W W " i .~=HgOJ Name: ChannelPro_n=1.5
$v} <' 2D profile definition, Material: n=1.5
fP%Fyg^k :DkAQ-<~ 6．画出以下波导结构：
qJ8-9^E,L a. Linear waveguide 1
|G=[5e^s[ Label: linear1
BH@b1} Start Horizontal offset: 0.0
PI|`vC|yy& Start vertical offset: -0.75
h ? #@~ End Horizontal offset: 8.5
Xt,X_o2m|] End vertical offset: -0.75
)QY![&k}1z Channel Thickness Tapering: Use Default
kJ=L2g>W<. Width: 1.5
,#'7)M D8 Depth: 0.0
Sl~x$9` Profile: ChannelPro_n=1.5
Ie'P#e' FUeq
\Wuo b. Linear waveguide 2
3 @5p"X Label: linear2
6~5$s1Yc Start Horizontal offset: 0.5
}uX |5&=~f Start vertical offset: 0.05
FWPW/oC End Horizontal offset: 1.0
A%ywj'|z End vertical offset: 0.05
Q
e1oT) Channel Thickness Tapering: Use Default
"S(X[Y' Width: 0.1
C|z%P}u#p Depth: 0.0
r(uP!n1+ Profile: ChannelPro_n=3.14
R Td^ImV "D> ]ES%5 7.加入水平平面波：
R]b! $6Lt Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
_|n=cC4Qu Input field Transverse: Rectangular
z] @W[MHY X Position: 0.5
ER|!K tCSM Direction: Negative Direction
Q5E:|)G Label: InputPlane1
p$!@ I 2D Transverse:
'M%5v'$y Center Position: 4.5
=B5E0x Half width: 5.0
5RA< Z. Titlitng Angle: 45
R40W'N 1%q Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
F +j O*F2h 图2.波导结构（未设置周期）
(zah890// ]G 1R0 Q 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
3@X7YgILU 将Linear2代码段修改如下:
[V< 1_zqt Dim Linear2
1
Nk1MGV for m=1 to 8
d 7i#w
# Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
cS~!8`Fwy Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
f4]&p cK Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{'(ej5,6 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=jIxI , Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
g.*&BXZi Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
URw!7bTz Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+#v4B?NR Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
T0L+z/N_m. a"qR J-@ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
T <A 图3.光栅布局通过VB脚本生成
YeIe\3x!N `Yogq)G} 设置仿真参数
fu>Qi)@6a1 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Rrz'(KSDw 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
, ,{6m
d TE simulation
Z}f^qc+ Mesh Delta X: 0.015
F^TA d Mesh Delta Z: 0.015
T5{T[YdX< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
XWF7#xM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
M7U : g} Number of Anisotropic PML layers: 15
vU9~[I`^p 其它参数保持默认
D5[VK `4Z 运行仿真
AFtCqq#[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
+G\0L_B • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
rIp'vy S\p • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
8 DL hk ) :}Fu 远场分析
衍射波
@fDQ^ 4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
;E2~L 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
;x RjQR 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Bb_}YU2# 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
RR'(9QJ$ 图4.远场计算对话框
{*nEKPq(_* X o_] v 5. 在远场对话框，设置以下参数：
zK /f$} Wavelength: 0.63
Z_jn2 7AC Refractive index: 1.5+0i
!Pe1o -O Angle Initial: -90.0
y$v@wb5 Angle Final: 90.0
P[1m0!,B Number of Steps: 721
As p8qHS Distance: 100, 000*wavelength
E.4n}s Intensity
IKtiR8 &V FjH W 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
xtu]F 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
J(&Gmk9& 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
