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：
+Br<; sW •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
('z=/"(l •光栅布局
模拟和后处理分析
%xgP*%Sv2 布局layout
Za@\ =}Tt 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=D(a~8&, 图1.二维光栅布局
mI lg=8: KMhrw s{&B 用VB脚本定义一个2D光栅布局
zdP?HJ=F
qCI&H7u@ 步骤：
PF4[;E S' 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
!@z9n\Yj 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0}i
9`p Wafer Dimensions：
QytO0K5
Length (mm): 8.5
/ 4Q=%n Width (mm): 3.0
1]} \ h]*
|gk*{3~y 2D wafer properties:
AH,?B*zGj Wafer refractive index: Air
DF r$2Y3H 3 点击 Profiles 与 Materials.
?O 25k!7 UC&$8^ 在“Materials”中加入以下
材料：
Vz mlKVE Name: N=1.5
48p3m) 5
Refractive index (Re:): 1.5
>\JP X ]D6<6OB Name: N=3.14
H VM %B{( Refractive index (Re:): 3.14
,88B@a S1r{2 s& 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ir^d7CV, Name: ChannelPro_n=3.14
RY5e%/bg~U 2D profile definition, Material: n=3.14
k7Nx#%xx M.g2y &8 Name: ChannelPro_n=1.5
B}
qRz 2D profile definition, Material: n=1.5
{A}T^q!m] r,eH7&P9{ 6．画出以下波导结构：
}%KQrlbHJl a. Linear waveguide 1
&tOo[U? Label: linear1
wo9R :kQ Start Horizontal offset: 0.0
frbd{o Start vertical offset: -0.75
&wNr2PHd# End Horizontal offset: 8.5
zZ}. 2He8 End vertical offset: -0.75
m#h`i W Channel Thickness Tapering: Use Default
R/{h4/+vJ Width: 1.5
j Hq+/\ Depth: 0.0
2K~v`c*4 Profile: ChannelPro_n=1.5
CQ!D{o= PCCE+wC6 b. Linear waveguide 2
y95
#t Label: linear2
B)k/]vz)*D Start Horizontal offset: 0.5
f? .}S] u5 Start vertical offset: 0.05
cc v End Horizontal offset: 1.0
|f}wOkl End vertical offset: 0.05
#8d #Jw Channel Thickness Tapering: Use Default
'(lsJY[-x Width: 0.1
}r04*P( Depth: 0.0
Q*1Avy6] Profile: ChannelPro_n=3.14
n_sV>$f-u =YM 7.加入水平平面波：
K*~x y bA Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
o5],c9R9b Input field Transverse: Rectangular
hQ3@Cf W X Position: 0.5
V xN!Ki= Direction: Negative Direction
.WglLUJ:Z Label: InputPlane1
P w6l' 2D Transverse:
C4E* q3[Y Center Position: 4.5
QP%AJ[3ea% Half width: 5.0
6T"5,Q</h Titlitng Angle: 45
_bh$
t Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
} %3;j5 ;6 图2.波导结构（未设置周期）
e 23& d "+Ks# 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。
KjA7x 将Linear2代码段修改如下:
$1X !Ecq_ Dim Linear2
~Q- /O~ for m=1 to 8
KYhL}C+ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
af'ncZ@ U Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
a# 0*#&?7@ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
*<9M|H~ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
h\C1:0x{ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
D$hK Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
.Sm 8t$ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
rp ]H&5.* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_J>Ik2EF .ErR-p=- 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。
)x5w`N]lm 图3.光栅布局通过VB脚本生成
V(G{_>> *{fZA;<R 设置仿真参数
<Rt0
V%}- 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
jJ>I*'w 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
7vqE @;:dt TE simulation
5"#xbvRS0H Mesh Delta X: 0.015
a/d8_(0 Mesh Delta Z: 0.015
9dg+@FS}= Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
f]+.
i-c= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
UuJ gB) Number of Anisotropic PML layers: 15
ZB}zT9JaE 其它参数保持默认
en MHK N g 运行仿真
]:6IW: • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
i piS= • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
O|;|7fCB\ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
u_=>r_J[b `)jAdad-s 远场分析
衍射波
<l)I% 1T_c 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
N8wA">u 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
o<S(ODOfi 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
Xp^71A? > 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)
Mc|UD*Z 图4.远场计算对话框
Jl) Q # yV@~B;eW0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
K?wo AuY Wavelength: 0.63
c}7Rt|`c Refractive index: 1.5+0i
Nrp1` qY Angle Initial: -90.0
]gb?3a}A Angle Final: 90.0
B ?XqH_=0L Number of Steps: 721
cj3P]2B# Distance: 100, 000*wavelength
0bIhP,4&
Intensity
c+TCC%AJQI ~
Q;qRx 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
j|WN!!7 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
5,V3_p:)VI 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
