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：
w4Uo-zr@ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
{e +}jZ[L •光栅布局
模拟和后处理分析
lC=-1*WH 布局layout
dc dVB>D 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Z<jC,r 图1.二维光栅布局
*V`E)maU <.Dg3RH 用VB脚本定义一个2D光栅布局
7;I;(iY >"q?P^f/ 步骤：
>vR7l&" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
| |u 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 LE|DM z|J Wafer Dimensions：
43}uW, P Length (mm): 8.5
,/ YTW@N Width (mm): 3.0
Lp7h'| ]u j 5gL 67B 2D wafer properties:
>1 qum' Wafer refractive index: Air
#AR$'TE# 3 点击 Profiles 与 Materials.
U>i}C _7g -kP$S qR~ 在“Materials”中加入以下
材料：
Gc=uKQ+\V Name: N=1.5
${ 5E Refractive index (Re:): 1.5
p[K!.vOt+ kz"QS.${ Name: N=3.14
to{7B7t>q Refractive index (Re:): 3.14
~ c=F$M^"c v@d]*TG 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
eJ0Xfw%y%T Name: ChannelPro_n=3.14
I &%KOe0 2D profile definition, Material: n=3.14
]i/Bq!d l ~_F <"40 Name: ChannelPro_n=1.5
eMLcm ZJR 2D profile definition, Material: n=1.5
Y<t(m$s \>tx:;D3 6．画出以下波导结构：
0m,q3 a. Linear waveguide 1
a F{1V \e Label: linear1
#= T^XH jQ Start Horizontal offset: 0.0
P9o=G=i Start vertical offset: -0.75
p=[SDk` End Horizontal offset: 8.5
p4@0[z' End vertical offset: -0.75
]P9 6-x Channel Thickness Tapering: Use Default
goOw.~dZ' Width: 1.5
2BO&OX|X Depth: 0.0
I_Omv{&u Profile: ChannelPro_n=1.5
} Oq P`B -Rwx`=6tV b. Linear waveguide 2
$T6+ 6 <
Label: linear2
uE} $ZBi q Start Horizontal offset: 0.5
q $=[v Start vertical offset: 0.05
wg4Ol*y' End Horizontal offset: 1.0
C^fn[plL End vertical offset: 0.05
&bigLe Channel Thickness Tapering: Use Default
y7Nd3\v [\ Width: 0.1
61}eB/;7 Depth: 0.0
i !*8@:VI Profile: ChannelPro_n=3.14
c5Hyja= +*IRI/KUD 7.加入水平平面波：
3 TRG] 5 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
9 /=+2SZ Input field Transverse: Rectangular
WIN3*z 7oW X Position: 0.5
A*{CT> Direction: Negative Direction
2;x+#D8 Label: InputPlane1
Nj.;mr< 2D Transverse:
w8bvqTQ Center Position: 4.5
*#1J Half width: 5.0
HLC I Titlitng Angle: 45
{(l,Uhxl"" Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
MvTp%d. 图2.波导结构（未设置周期）
v\+`n^= !xU[BCbfYV 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
M }$Td_g 将Linear2代码段修改如下:
iikMz|:7U Dim Linear2
_K B%g_{ for m=1 to 8
y@<&A~Cl^ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Hb[P|pPT Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
X 6j:TF Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
QabLMq@n` Linear2.SetAttr "Depth", "0"
aK8s0G!z?5 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
}lP`3e Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
$WO{!R Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
@SI,V8i Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2$'bO o L^=G(op* 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。
YRCOh:W* 图3.光栅布局通过VB脚本生成
*;F:6p4_ AwZz}J+ 设置仿真参数
v SY
YetL 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
S~>R} = 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
T!i$nI& TE simulation
:%h|i&B
Mesh Delta X: 0.015
x.sC 015Id Mesh Delta Z: 0.015
j 9X|c7| Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
!;K zR& 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ijDXh y Number of Anisotropic PML layers: 15
!="8ok+ 其它参数保持默认
D=SjCmG 运行仿真
K)^8 :nt • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
bq9/ d4 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
= ui3I_*) • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
g@ .e% Z@bSk O<Y 远场分析
衍射波
;0`I Ftz 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
vO q N=bp 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ZZ
T
9t#~ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
dkeMiL m 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
Cu_-QE 图4.远场计算对话框
IG:2<G
.@ZrmO
o]] 5. 在远场对话框，设置以下参数：
F3t IJz>3 Wavelength: 0.63
<+<Nsza Refractive index: 1.5+0i
[,{Nu EI Angle Initial: -90.0
-!V{wD3,B Angle Final: 90.0
yMC6 Gvp Number of Steps: 721
T=RabKVYP Distance: 100, 000*wavelength
5hh6;) Intensity
)Cat$)I#, C{+JrHV%h 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
!,C8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
lPrAx0m13% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
