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：
]ML(=7z" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
):5M + •光栅布局
模拟和后处理分析
H5J1j*P<d 布局layout
=Ul{#R
z 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
lk/[ xQ/ 图1.二维光栅布局
umJ!j &( eWw#
T^ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
MUjfqxTT P;7
Y9} 步骤：
@;1Ym\zc 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Nfo`Q0\[P 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 x<gP5c>zm Wafer Dimensions：
+B#+' Length (mm): 8.5
0~( f<: Width (mm): 3.0
T
P#Hq +eb mve \+ 2D wafer properties:
?VRf5 Cr- Wafer refractive index: Air
p?idl`?^3 3 点击 Profiles 与 Materials.
CA[3 R *MD\YFXR 在“Materials”中加入以下
材料：
,B8u?{O Name: N=1.5
"x~su?KiA Refractive index (Re:): 1.5
_i@4 R< gF53[\w^v Name: N=3.14
:rzq[J^ Refractive index (Re:): 3.14
WT_4YM\bz UVz}"TRq. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
XFmTr@\M Name: ChannelPro_n=3.14
S(
Vssi|y 2D profile definition, Material: n=3.14
{1Hs5bg@ 7B s:u Name: ChannelPro_n=1.5
Ax{ C ^u 2D profile definition, Material: n=1.5
Uw5AHq). LZ-&qh 6．画出以下波导结构：
NR9=V a. Linear waveguide 1
<%b a
3<sg Label: linear1
bg/a5$t
Start Horizontal offset: 0.0
.d;|iwl
Start vertical offset: -0.75
NDYm7X*et End Horizontal offset: 8.5
$Si |;j$? End vertical offset: -0.75
mnm 7{?#[ Channel Thickness Tapering: Use Default
{[:] }m(c Width: 1.5
RTQtXv6mD Depth: 0.0
E=$li Profile: ChannelPro_n=1.5
DU|>zO% hRaX!QcG3 b. Linear waveguide 2
4qvE2W}& Label: linear2
'MK"*W8QRM Start Horizontal offset: 0.5
V* j1[d Start vertical offset: 0.05
Dhze2q)o End Horizontal offset: 1.0
PHU$<> End vertical offset: 0.05
2Y1y;hCK Channel Thickness Tapering: Use Default
MfG8=H2#| Width: 0.1
c5- 56 Q Depth: 0.0
GJj} |+| Profile: ChannelPro_n=3.14
+rWcfXOHM /{%p%Q[X 7.加入水平平面波：
- J]j= Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
}-N4D"d4o Input field Transverse: Rectangular
'4e,
e|r X Position: 0.5
H{U(Rt]K Direction: Negative Direction
kkU#0p? 7 Label: InputPlane1
5KgAY;| 2D Transverse:
z{wZLqG Center Position: 4.5
q#_<J1) z Half width: 5.0
uWDWf5@ Titlitng Angle: 45
(U([T -H Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
hn[lhC 图2.波导结构（未设置周期）
TW~%1G_v %pj T?G7 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。
!$pnE:K 将Linear2代码段修改如下:
0@> Dim Linear2
}P\ J?8 for m=1 to 8
WbJ
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Wf{&D> Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4)Ab]CdD Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
oZ\zi> Y, Linear2.SetAttr "Depth", "0"
["0DXm%t Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
F#KUu3;B Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
vWVQ8S. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
pF<K hE*V Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
I' 'X\/| 5b$QXO 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。
TR'<D9kn 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'4)4* 3z, ;U[W $w[ 设置仿真参数
%(A@ =0r# 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Pj ^O8 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
2Kz407|' TE simulation
-7u_ \XFk Mesh Delta X: 0.015
%0q)PT\ Mesh Delta Z: 0.015
<tgfbY^nL Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
O &}`R5Y; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Q5 = Number of Anisotropic PML layers: 15
+ux170Cd3 其它参数保持默认
(sp{.bU 运行仿真
U[G5<&Z^ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
>A>_UT_" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$ E-c%- • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<,</ Ge 0,1)Sg* 远场分析
衍射波
&I7T ? 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
/E^j}H{ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
eCwR
}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
9t+:L(*pK 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)
U"OA m} 图4.远场计算对话框
>2ny/AK| !~`aEF3 5. 在远场对话框，设置以下参数：
GzjC;+W Wavelength: 0.63
% ZT I ?a Refractive index: 1.5+0i
n0b{Jg * Angle Initial: -90.0
:LLz$[c8 Angle Final: 90.0
xV.UM8 Number of Steps: 721
EfqC_,J*3 Distance: 100, 000*wavelength
^~W s4[Guo Intensity
Y@MFH>* 4?Qc&e{5 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
V oo _
? 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3Gt@Fo= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
