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：
X3m?zQbhv •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
;5|E po M •光栅布局
模拟和后处理分析
78QFaN$ 布局layout
E+1j3Q; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
CQ( @7 图1.二维光栅布局
^p 7 ( ; %Da { 用VB脚本定义一个2D光栅布局
?*s!&-KI F{"%ey"> 步骤：
BkZ%0rw% 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
F>b6fUtR 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -KNJCcBJ Wafer Dimensions：
'j 3'n0o Length (mm): 8.5
R$@.{d&:w Width (mm): 3.0
p 5o; Rvr &V:dcJ^Q 2D wafer properties:
:> q?s Wafer refractive index: Air
G2^DukK. 3 点击 Profiles 与 Materials.
#]
GM #. *(scSC> 在“Materials”中加入以下
材料：
]s -6GT Name: N=1.5
3
#wj- Refractive index (Re:): 1.5
"|G,P-5G " 5->PDp Name: N=3.14
;Pa(nUE@ Refractive index (Re:): 3.14
Td F< 8
KkpXaz 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
"QF083$ Name: ChannelPro_n=3.14
}6bLukv 2D profile definition, Material: n=3.14
YiCDV(prT 1wgu%$|d Name: ChannelPro_n=1.5
lX4p'R-h 2D profile definition, Material: n=1.5
`SwnKg <di_2hN 6．画出以下波导结构：
'AAY!{> a. Linear waveguide 1
op-#Ig$# Label: linear1
\+u qP:Ty Start Horizontal offset: 0.0
7xc<vl#:q7 Start vertical offset: -0.75
,![=_ d End Horizontal offset: 8.5
fEj W7 c End vertical offset: -0.75
$a A.d^ Channel Thickness Tapering: Use Default
itF+6wv~ Width: 1.5
VL{#.;QQa Depth: 0.0
HIq1/) Profile: ChannelPro_n=1.5
<C$< (Dw5 qj6`nbZ{va b. Linear waveguide 2
-"zu"H~t4 Label: linear2
}S V3PdE Start Horizontal offset: 0.5
`"H?nf0 Start vertical offset: 0.05
wF uh6!J End Horizontal offset: 1.0
zFtGc End vertical offset: 0.05
QC4T=E]` j Channel Thickness Tapering: Use Default
/=@vG Vp6 Width: 0.1
JLu0;XVK Depth: 0.0
+I <Sq_- Profile: ChannelPro_n=3.14
]K7 64} |&Pl 4P 7.加入水平平面波：
A,{D9- % Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vy@Lu
cB Input field Transverse: Rectangular
X6. O ; X Position: 0.5
ElXe =5L\# Direction: Negative Direction
.e"Qv*[^ Label: InputPlane1
C.E> ) 2D Transverse:
WQpJd7 Center Position: 4.5
$ t $f1? Half width: 5.0
C):d9OI? Titlitng Angle: 45
ik hX5
&e Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
&XRFX 5gP 图2.波导结构（未设置周期）
%5*#c*)R CLfb`rF 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
F?} *ovy 将Linear2代码段修改如下:
wWw/1i:|' Dim Linear2
?0mJBA for m=1 to 8
XyphQ}\u Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
vB5iG|b} Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
~ 5uNw*H Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
vkpV,}H Linear2.SetAttr "Depth", "0"
MNqyEc"" Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ZPsY0IzLo Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
!2| `aa Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Sqf.#}u<= Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
<88}+j P$/A! r 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。
yl<$yd0Zdu 图3.光栅布局通过VB脚本生成
2U'JzE^Do (eG]Cp@ 设置仿真参数
,?<h] !aQ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
)ek 5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
5?L:8kHsH TE simulation
0~b6wuFl Mesh Delta X: 0.015
Gu`Vk/& Mesh Delta Z: 0.015
37- y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
8ex:OTzn| 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Y"kS!!C>[ Number of Anisotropic PML layers: 15
P .4b+9T x 其它参数保持默认
'lsq3!d. 运行仿真
;9p5YxD • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
,Du ZMGg • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
.cS,T<$ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
/B@% pq qb> r\bc 远场分析
衍射波
qm8n7Z/ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
&@utAuI 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Usf"K*A 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
5rA!VES T 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)
vDeG20.?Z 图4.远场计算对话框
gV A}?t; w+9C/U;|s 5. 在远场对话框，设置以下参数：
O"qa &3t% Wavelength: 0.63
\1`DaQp7 Refractive index: 1.5+0i
5'c+313 lm Angle Initial: -90.0
O|OSE Angle Final: 90.0
|@L &yg,x Number of Steps: 721
,cy/fW Distance: 100, 000*wavelength
AzO3 (1 : Intensity
m)|.:sj 0SCW2/o8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
[^d6cMEOlc 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
o% ^k T& 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
