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：
B$c'^
) •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
rG-x 3>b •光栅布局
模拟和后处理分析
j}lne^ h 布局layout
4WlB Q<5 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
`?&C5*P 图1.二维光栅布局
Nba1!5 :M Lniz>gSc 用VB脚本定义一个2D光栅布局
CZy!nR! z__{6"^ 步骤：
,X|
>d 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
.4 NcaMj 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 \xOYa Wafer Dimensions：
m k~F@ Length (mm): 8.5
Cjt].XR@ Width (mm): 3.0
r
'ioH"= ?/3{gOgI$` 2D wafer properties:
1"A"AMZf Wafer refractive index: Air
9~ V(wG 3 点击 Profiles 与 Materials.
t`6~ ud > "@+Z1k-8U 在“Materials”中加入以下
材料：
<YG 42,N Name: N=1.5
M;g"rpM Refractive index (Re:): 1.5
/.m x\_$ c#9=o;1El Name: N=3.14
"2!5g )iO Refractive index (Re:): 3.14
d<] eJ{ <@>icDFEHn 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4\U"e * Name: ChannelPro_n=3.14
22d>\u+c 2D profile definition, Material: n=3.14
ms t;q@ \J~@r1 Name: ChannelPro_n=1.5
Kr<a6BEv5 2D profile definition, Material: n=1.5
[*vR& 4mk 8N<2R T8W 6．画出以下波导结构：
tT q2 AR| a. Linear waveguide 1
]<iD'=a Label: linear1
&)Vuh= Start Horizontal offset: 0.0
,=u!hg Start vertical offset: -0.75
uMFV^&ZF End Horizontal offset: 8.5
V#&S&dn End vertical offset: -0.75
:y~l?0b&8 Channel Thickness Tapering: Use Default
z4[ 8*} Width: 1.5
Re;[S[D7 Depth: 0.0
FYaBP;@J% Profile: ChannelPro_n=1.5
6
#jpA.; MR":a T b. Linear waveguide 2
=VSUE
Pq Label: linear2
`cmzm QC Start Horizontal offset: 0.5
0#sf,ja> Start vertical offset: 0.05
{bNKyT End Horizontal offset: 1.0
*]S&V'Di End vertical offset: 0.05
B%co`0$ Channel Thickness Tapering: Use Default
I&&[ ': Width: 0.1
F{17 K$y Depth: 0.0
e>H dJ"S` Profile: ChannelPro_n=3.14
TwZmZE ?! .L3D] 7.加入水平平面波：
p?<T
_9e Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Cm6%wAzC Input field Transverse: Rectangular
0@ jhNtL X Position: 0.5
c_6~zb?k+m Direction: Negative Direction
-
[vH4~ Label: InputPlane1
5F 5 )Bh 2D Transverse:
!y;xt?
Center Position: 4.5
V*+Z=Y' Half width: 5.0
]#O~lq Titlitng Angle: 45
KupQtT< Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
yMe; 图2.波导结构（未设置周期）
$gcC}tX Hc-68]T 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
]%6XE) 将Linear2代码段修改如下:
D0p>Q^w Dim Linear2
C1(0jUz for m=1 to 8
^1+=HdN, Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Z2{G{]EV( Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
3B ;aoejHm Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
S 4>1 d- Linear2.SetAttr "Depth", "0"
D"s
]dQ$r Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
;LFs.Jc< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
:}~B;s0M\ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
I #:4H2H6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
p M_oIH'8: iy,jq5uw 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。
=8 Jq'-da 图3.光栅布局通过VB脚本生成
I(0 *cWO OR-fC 设置仿真参数
FP h1 }qS 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
sy+tLDMd 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
^U{SUWl TE simulation
<.c#l': Mesh Delta X: 0.015
+m1y# | 08 Mesh Delta Z: 0.015
\9jvQV/y Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
%b3 s|o3An 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
F */J`l Number of Anisotropic PML layers: 15
>Byxb./* 其它参数保持默认
|7E1yu 运行仿真
4X:S#z
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
L 3^+`e • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@xPWR=Lb • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
HF]|>1 WV[ /UPe@ 远场分析
衍射波
r2x I bZ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
S,2{^X 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
o" e]9{+< 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
qHra9yuSh 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)
GUdVsZjz( 图4.远场计算对话框
.l ufE )U u! x6 5. 在远场对话框，设置以下参数：
"~ eF%}. Wavelength: 0.63
t U >?j1 Refractive index: 1.5+0i
dG*2-v^G Angle Initial: -90.0
&!
MV !9$ Angle Final: 90.0
md`"zV Number of Steps: 721
8k
-l`O~ Distance: 100, 000*wavelength
V /,F6
Intensity
3=xN)j#B +*ZF52hy| 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
|$a!Zx94^ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
q, XRb 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
