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：
.9NYa |+0 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
k\76`!B •光栅布局
模拟和后处理分析
VW`SqUl 布局layout
/SW*y@R2l 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
B\54e Tn 图1.二维光栅布局
%T6
sm ,>p1:pga 用VB脚本定义一个2D光栅布局
9%Eo<+my h ;kD UQw 步骤：
-DuI
6K 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-I ?8\ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xm Ns% Wafer Dimensions：
8bJj3vr Length (mm): 8.5
d/S w.=vq Width (mm): 3.0
do.AesdXaq 4`e[gvh 2D wafer properties:
X $2f)3 Wafer refractive index: Air
< k?pnBI_ 3 点击 Profiles 与 Materials.
~ &< Ls 9 Iu"DOxX% 在“Materials”中加入以下
材料：
d{J@A;d a Name: N=1.5
5szJ.!( Refractive index (Re:): 1.5
({3Ap{Q} hmkm ^2 Name: N=3.14
KCIya[$* Refractive index (Re:): 3.14
Xf#+^cQ 2@N9Zk{{J 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
mBeP" G S Name: ChannelPro_n=3.14
W) Ct*I^ 2D profile definition, Material: n=3.14
Vk> & O9P+S|hcY Name: ChannelPro_n=1.5
/\{emE\] 2D profile definition, Material: n=1.5
@O`T|7v n)0M1o# 6．画出以下波导结构：
R<B5<! + a. Linear waveguide 1
!bCSt?}@u Label: linear1
'}^qz#w Start Horizontal offset: 0.0
",xTgB3?V Start vertical offset: -0.75
..kFn!5(g End Horizontal offset: 8.5
5sANF9o! End vertical offset: -0.75
uPq@6,+ Channel Thickness Tapering: Use Default
dS8ydG2 Width: 1.5
d#OAM;0}5 Depth: 0.0
[ Tl66Eyl Profile: ChannelPro_n=1.5
_NB*+HVo 78\j b. Linear waveguide 2
A`#?Bj Label: linear2
?f N6_x2e3 Start Horizontal offset: 0.5
zO2=o5nF. Start vertical offset: 0.05
182g 6/, End Horizontal offset: 1.0
le'
Kp
V
End vertical offset: 0.05
Er;q s *f Channel Thickness Tapering: Use Default
,k_"T. w Width: 0.1
Q6HghG Depth: 0.0
&b`'RZe Profile: ChannelPro_n=3.14
nE +H)%p ufe |I 7.加入水平平面波：
vV xw*\`<6 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
b}DC|?~M Input field Transverse: Rectangular
-u(,*9]cJ* X Position: 0.5
DZ @B9<Zz{ Direction: Negative Direction
m _;fj~m Label: InputPlane1
0hhxTOp
2D Transverse:
-K lR":
Center Position: 4.5
{sf
,(.W Half width: 5.0
-wrVEH8 Titlitng Angle: 45
5S8>y7knQ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Ph%{h" 图2.波导结构（未设置周期）
'}9 Nvr)+ RcO"k3J 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。
&XV9_{Hm 将Linear2代码段修改如下:
^.R!sQ Dim Linear2
ZY 8w1:'
for m=1 to 8
G pI4QzR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
oN[}i6^,e Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
nw\C+1F Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
R:+'"dBge Linear2.SetAttr "Depth", "0"
' #yqw% Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
8{=|< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
HA L\j 5i Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ht*(@MCr< Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
78{9@\e"0 ii_k gqT^ 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。
"AZ|u#0P 图3.光栅布局通过VB脚本生成
"{r8'qn z\oTuW*B 设置仿真参数
(~eS$ 8>. 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
1I`F?MT 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
PDPK|FU TE simulation
m5iCvOP Mesh Delta X: 0.015
U#c Gd\b Mesh Delta Z: 0.015
JRi:MWR<r Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@"` }%-b 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
YnuY/zDF Number of Anisotropic PML layers: 15
pHoHngyi& 其它参数保持默认
S9Oz5 _x 运行仿真
z]r'8J c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
jhf#
gdz% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
F \ls]luN • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
}3A~ek#*~ YT FU# F 远场分析
衍射波
)2RRa^=& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
vRH^en 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
r&m49N,d 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
rbnAC*y8'L 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)
:`N ZD 图4.远场计算对话框
^7wqb 'xg >vp4 R` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
?5J#
yn Wavelength: 0.63
5 "@>>"3U Refractive index: 1.5+0i
?tY+P`S Angle Initial: -90.0
?[d4HKs Angle Final: 90.0
r) x Number of Steps: 721
,\J 8(,%L Distance: 100, 000*wavelength
uDie205 Intensity
jhm/ <= IK\~0L;ozE 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Sc]K-]1(H 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3s/1\m% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
