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：
)z74,n7- •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
exi u;\+j •光栅布局
模拟和后处理分析
]f &]E
~i 布局layout
e\[q3J 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
"'Fvt-<^S7 图1.二维光栅布局
1z&"V}y JB' tc!!* 用VB脚本定义一个2D光栅布局
O]hUOc `k ( EWGX |QA 步骤：
4 5.g ; 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
sgK =eBE 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 z5iCQ4C< Wafer Dimensions：
|z_Dw$-xm Length (mm): 8.5
0Q7<;'m Width (mm): 3.0
G 5t7KI @aUNyyVP 2D wafer properties:
N5 ; z5E Wafer refractive index: Air
_('
@ 'r 3 点击 Profiles 与 Materials.
~?b1x+soV eza"<uBr 在“Materials”中加入以下
材料：
,{q#U3 Name: N=1.5
t-C|x)J+ Refractive index (Re:): 1.5
|- \anby< iN 'T^+um= Name: N=3.14
L9Zz-Dr s Refractive index (Re:): 3.14
ZR3,dW6S a9NuYYr,h 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ivl %%nY' Name: ChannelPro_n=3.14
&4WA/'>R 2D profile definition, Material: n=3.14
$X)|`$#pL# Y_y!$jd(N Name: ChannelPro_n=1.5
By7l Sbj 2D profile definition, Material: n=1.5
(NR( )2 * .wj3' wV 6．画出以下波导结构：
DpmAB. a. Linear waveguide 1
Z*q&^/N Label: linear1
h+H+>,N8` Start Horizontal offset: 0.0
a6z0p%sIZ Start vertical offset: -0.75
Z P|k3
End Horizontal offset: 8.5
wo (O +L/w End vertical offset: -0.75
|-/@3gPO Channel Thickness Tapering: Use Default
jMI30 Width: 1.5
{RI^zNgs[ Depth: 0.0
o ?05bv Profile: ChannelPro_n=1.5
$0$sDN6)x 5D7 L) > b. Linear waveguide 2
X}3?k<m Label: linear2
Jg'#IM Start Horizontal offset: 0.5
RZpjr !R Start vertical offset: 0.05
Zi}h\R a End Horizontal offset: 1.0
Q wFA0 End vertical offset: 0.05
=eW4?9Uq Channel Thickness Tapering: Use Default
h2mHbe43 Width: 0.1
/K!f3o+
Depth: 0.0
Er@xrhH Profile: ChannelPro_n=3.14
[N4 N7yF v.:Q& ] 7.加入水平平面波：
rBL2A Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
& _;=]t s Input field Transverse: Rectangular
hUvA;E(qD X Position: 0.5
&DYC3*)Jih Direction: Negative Direction
='kCY}dkO Label: InputPlane1
i}>EGmv m 2D Transverse:
@Q ~; @M Center Position: 4.5
X04LAYY_u Half width: 5.0
67T.qX2I$ Titlitng Angle: 45
|p*cI @ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
p8.JJt^ 图2.波导结构（未设置周期）
Txe* $T,( aG =6(ec.
8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
n'pJl 将Linear2代码段修改如下:
_[&.`jTFn Dim Linear2
>HwVP.~HN for m=1 to 8
o%lxEd r Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
.sj/Lw} Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
2'W# x Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
e9:pS WA-n Linear2.SetAttr "Depth", "0"
GYJ j$' Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
YT[=o}jS Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
M 54czo=l Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[\Aws^fD_ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
vYLsp Z;S A`(Cuw-o 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。
;cL+= ! 图3.光栅布局通过VB脚本生成
rB( Q)N o^d| /; 设置仿真参数
6=Q6J 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
IJ PyCi) 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
v1 ?G TE simulation
; &?ITV Mesh Delta X: 0.015
3_
E}XQd Mesh Delta Z: 0.015
!_c6 `oW Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
?0z/i^I 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
TOP,]N/F
H Number of Anisotropic PML layers: 15
-g 9 CW[ 其它参数保持默认
_Y6Ezh. 运行仿真
6oq^ n
s- • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
1UrkDz?X • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
rniL+/-uU • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
SZ4@GK @LU[po1I 远场分析
衍射波
T2|<YJ = 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
3|3 ad' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
nddCp~NX 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
w c}x
[cS 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)
v=uQ8_0~N 图4.远场计算对话框
l9y %@7 slr>6o%W` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
FO] f 4@
Wavelength: 0.63
y^{ 4}^u-^ Refractive index: 1.5+0i
>:
@\SU Angle Initial: -90.0
!#ol G}#[ Angle Final: 90.0
EjEXev<] Number of Steps: 721
mkBQ TQGT Distance: 100, 000*wavelength
~7 \`qH Intensity
% 1<@p%y/ 6is +\ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
OWYY2&.h 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
b4ke'gx 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
