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：
VDP \E<3" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
i5 F9* •光栅布局
模拟和后处理分析
, HE +|y# 布局layout
9> k-"; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
E|fQbkfw 图1.二维光栅布局
+sc- -e? >AT T<U= 用VB脚本定义一个2D光栅布局
hO@VYO <..|:0 Q&~ 步骤：
(G 3S+T 9 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!D UC#)F 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Iq[Z5k(K Wafer Dimensions：
;,yjkD[mWE Length (mm): 8.5
P@z,[,sy"$ Width (mm): 3.0
y=)xo7 ( 1ZF>e`t8 2D wafer properties:
e ):rr* Wafer refractive index: Air
H_C X5=Nq^ 3 点击 Profiles 与 Materials.
i>`!W|=_ qJZ5w } 在“Materials”中加入以下
材料：
4/tp-dBip Name: N=1.5
+/E
yX = Refractive index (Re:): 1.5
KLn.vA. Tp7slKc0p Name: N=3.14
aA -gl9 Refractive index (Re:): 3.14
`:I <J p ZRd,V ~iz 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Y@Zv 52, Name: ChannelPro_n=3.14
jw"]U jub 2D profile definition, Material: n=3.14
VTt{ 0 ~ ,{br6*E Name: ChannelPro_n=1.5
WTcrfs)T 2D profile definition, Material: n=1.5
Gr B+Y!{{ *uq}jlD`! 6．画出以下波导结构：
@m=xCg.Z a. Linear waveguide 1
I;<aJo6Yl Label: linear1
TEK]$%2 Start Horizontal offset: 0.0
1[;~>t@C Start vertical offset: -0.75
:sY pZX1 End Horizontal offset: 8.5
u`] J]g E End vertical offset: -0.75
H?(I- vO Channel Thickness Tapering: Use Default
fQ,L~:Y = Width: 1.5
2yyJ19Iul Depth: 0.0
o=1M<dL Profile: ChannelPro_n=1.5
/ b)V=mcR }sm PP* b. Linear waveguide 2
1 %nE Label: linear2
4{s3S2f = Start Horizontal offset: 0.5
Yc,qXK- Start vertical offset: 0.05
`bJ+r)+5 End Horizontal offset: 1.0
X. = % End vertical offset: 0.05
5Cp6$V|/kv Channel Thickness Tapering: Use Default
EC4RA'Bg1k Width: 0.1
X7*i -v@ Depth: 0.0
R4V~+tnbG& Profile: ChannelPro_n=3.14
S eC[, $#k 8xb 7.加入水平平面波：
{v,O Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
<&+\X6w[ Input field Transverse: Rectangular
mct$.{~ X Position: 0.5
P)2.Gx/ Direction: Negative Direction
hw@ `Q@ Label: InputPlane1
1FCHqqZ= 2D Transverse:
KL8G2"Z Center Position: 4.5
f+/A D Half width: 5.0
;w/|5 ;{A; Titlitng Angle: 45
3 :XF7T Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
fR& ;E 图2.波导结构（未设置周期）
^11y8[[ t f VK 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。
R<J1bH1n3 将Linear2代码段修改如下:
]>33sb
S6 Dim Linear2
F.s*^}L[ for m=1 to 8
o~vUqj?BA Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
9\_^"5l Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
V6:S<A Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
B~[QmK Linear2.SetAttr "Depth", "0"
/YP,Wfd% Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<}@*i Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
4 pin\ZS:C Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[IF5Iv\b Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
s\)0 f_I s+@+<QE 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。
k//l~A9m 图3.光栅布局通过VB脚本生成
_</>`P[ :6
, `M, 设置仿真参数
;
S(KJV 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
*Vbf ;=Mb 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
J <"=c
z$ TE simulation
+ [JvpDv% Mesh Delta X: 0.015
C#^V<:9 Mesh Delta Z: 0.015
\F$V m'f_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&tNnW 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
lo1<t<w` Number of Anisotropic PML layers: 15
H{}Nr
4 其它参数保持默认
5Iql%~_x 运行仿真
A5UZ UU^ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
o =oXL2} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
FN$sS T • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
EO&PabZWR ?5N 7,|K) 远场分析
衍射波
s?fO)7ly 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>1}RiOd3 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
qhdY<[6 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
v%l dg833l 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)
>@g+%K] 图4.远场计算对话框
B<p-qPR K ,P%a0\ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n=z=%T6 Wavelength: 0.63
}{R?i,j( Refractive index: 1.5+0i
mMNT.a Angle Initial: -90.0
^^9O9] Angle Final: 90.0
n A<#A Number of Steps: 721
c:J;Q){Xz Distance: 100, 000*wavelength
?~%Go Intensity
_ Q**4 8 h.Dc&V 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!Ojf9 6is 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Jq5]( F!z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
