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：
dY6A)[dAH' •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
|y T-N3H@ •光栅布局
模拟和后处理分析
m5w ZS>@ 布局layout
6~#$bp^- 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
'1u!@=.\G 图1.二维光栅布局
%DqPRl.Gu Nd] w I|> 用VB脚本定义一个2D光栅布局
,dZ&i! @? +dB/SC-^U 步骤：
miCW(mbO8 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
C>bd
HB 7 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =:~%$5[[ Wafer Dimensions：
l{u2W$8 Length (mm): 8.5
vsDR@Y}k Width (mm): 3.0
Aqp$JM
> Z6Kw'3 2D wafer properties:
ImnN&[Cu Wafer refractive index: Air
+2WvGRC 3 点击 Profiles 与 Materials.
t^ Hte^#S P*M$^p 在“Materials”中加入以下
材料：
nGvWlx Name: N=1.5
:j=/>d],% Refractive index (Re:): 1.5
sh|@X\EZO _ h7qS Name: N=3.14
%?`TyVt&0 Refractive index (Re:): 3.14
qDzd_E@aR p~h)@ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
k%[pZ 5.! Name: ChannelPro_n=3.14
beN(7jo 2D profile definition, Material: n=3.14
4PVkKP'/ xbeVq P Name: ChannelPro_n=1.5
}RT#V8oc 2D profile definition, Material: n=1.5
l'#P:eW fQtV-\Bc 6．画出以下波导结构：
F N)vFQ#J a. Linear waveguide 1
<+%#xi/_ Label: linear1
$2?10}mrx Start Horizontal offset: 0.0
k'hJ@ 6eKS Start vertical offset: -0.75
`! t+sX- n End Horizontal offset: 8.5
9*"Ae0ok1 End vertical offset: -0.75
E }* Channel Thickness Tapering: Use Default
`QIYnokL Width: 1.5
U <|h4'(@L Depth: 0.0
SW^/\cJ^ Profile: ChannelPro_n=1.5
4kZ9]5#. T{VdlgL b. Linear waveguide 2
.^Z^L F Label: linear2
q!5 *) nw" Start Horizontal offset: 0.5
AZi|85rN Start vertical offset: 0.05
6N^sUc0s End Horizontal offset: 1.0
GOx+ %`.R\ End vertical offset: 0.05
\vU1*:3 Channel Thickness Tapering: Use Default
IQz:D J Width: 0.1
6 tKm'`^z4 Depth: 0.0
~qk 5Mk4$ Profile: ChannelPro_n=3.14
^JKV~+ Q tk"+PTGJT 7.加入水平平面波：
5,pKv Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
99<0xN(25 Input field Transverse: Rectangular
XehpW}2\ X Position: 0.5
D)u 9Y Direction: Negative Direction
WrS| $: 0 Label: InputPlane1
`(RQh@H 2D Transverse:
H, F/u&O Center Position: 4.5
\8 I>^4t'/ Half width: 5.0
_ B5t)7I Titlitng Angle: 45
e>:bV7h
j~ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
-}h+hS50F 图2.波导结构（未设置周期）
d_0r w# t[sI"IT 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
(($"XOU 将Linear2代码段修改如下:
E903T' 's Dim Linear2
~sI$xX! for m=1 to 8
Zv`j+b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
7d7"^M Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
e2SU)Tr%b Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5K~kzR L$r Linear2.SetAttr "Depth", "0"
6 +:Tv2 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
T%%+v#+ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
`@Q%} J Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
rY
0kzD/ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
q=M\#MlL0' i&r56m< 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。
NbD"O8dL~E 图3.光栅布局通过VB脚本生成
d" "GG/ :uAW 设置仿真参数
Zl0Kv *S 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
L=. 4x=%% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
U eG$lMV TE simulation
?:Y0#Btj Mesh Delta X: 0.015
!Cm<K*c"&E Mesh Delta Z: 0.015
FyZa1%Tv@ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
iXN7+QO) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
q/o|uAq Number of Anisotropic PML layers: 15
@$5GxIw<l 其它参数保持默认
4{:W5eT! / 运行仿真
5$r`e+Nf' • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Cmq.V@ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
+ DWmutL • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6\MJvg\; Y *
#'Gh, 远场分析
衍射波
<&7KcvBn"4 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
C-;y#a) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
TJ:B_F*bSk 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
>H@
z P8 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)
(c /H$' 图4.远场计算对话框
dbkkx1{>Y FuO P+r!H 5. 在远场对话框，设置以下参数：
U/ncD F%C Wavelength: 0.63
6]i"lqb Refractive index: 1.5+0i
; & 2J9 Angle Initial: -90.0
` Nn^ Angle Final: 90.0
Kilq Jg1%C Number of Steps: 721
AsRS7V Distance: 100, 000*wavelength
4:\s.Z{!3 Intensity
8oSndfV +\FTR
6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
`.z;.&x 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
,3G8afo 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
