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：
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<Q5;J&; •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Vgyew9>E •光栅布局
模拟和后处理分析
sH? /E6 布局layout
&bp=`=* 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
W@Lu;g.Yc 图1.二维光栅布局
2w-51tqm q7 -L53.x 用VB脚本定义一个2D光栅布局
8G5m{XTS( jMN[J|us51 步骤：
9 `w) 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
hQDTS>U 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 YI.w-K\ Wafer Dimensions：
L[20m (6? Length (mm): 8.5
pTyi!:g3W Width (mm): 3.0
_d J{j mUz\ra;z 2D wafer properties:
KhW;RD Wafer refractive index: Air
jD`d# R 3 点击 Profiles 与 Materials.
zdEPDd B ]/B$br'O{? 在“Materials”中加入以下
材料：
f4guz Name: N=1.5
sPb=82~z Refractive index (Re:): 1.5
*s>BG1$< -M1YE Name: N=3.14
!DI{:I_h( Refractive index (Re:): 3.14
eU N"w,@y 3:f[gV9K 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
}oKG}wgY Name: ChannelPro_n=3.14
sqS=qC 2D profile definition, Material: n=3.14
Z KOXI%~Mc "luR9l,RRE Name: ChannelPro_n=1.5
Cc, `}SP 2D profile definition, Material: n=1.5
E gDQ+(
- ^+1#[E 6．画出以下波导结构：
9Y<#=C a. Linear waveguide 1
W5' 3$,X9 Label: linear1
8B#GbS
K Start Horizontal offset: 0.0
!QT'L, _ Start vertical offset: -0.75
`r_m+] End Horizontal offset: 8.5
??i4z[0M End vertical offset: -0.75
v
(2GX Channel Thickness Tapering: Use Default
s9>(Jzcf9 Width: 1.5
_` [h,= Depth: 0.0
4j!]:r a Profile: ChannelPro_n=1.5
X2xu wA yj$TPe_BW b. Linear waveguide 2
7]%Ypv$ Label: linear2
Vm |Y$ C Start Horizontal offset: 0.5
d|*"I Fe Start vertical offset: 0.05
Z-B%'/. End Horizontal offset: 1.0
ee/&/Gt End vertical offset: 0.05
80$fG8 Channel Thickness Tapering: Use Default
c. A|Ir Width: 0.1
7rC uu *M Depth: 0.0
~6 I)|^Z Profile: ChannelPro_n=3.14
@Kgl%[N mX /2 m?15c+ 7.加入水平平面波：
$7'g Rb4 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
eJo3 MK Input field Transverse: Rectangular
NKmoG\* X Position: 0.5
kGUJ9Du Direction: Negative Direction
wO>L#"X^v Label: InputPlane1
>2?aZ`r+ 2D Transverse:
o1/lZm{\~n Center Position: 4.5
3 s>'hn Half width: 5.0
\M"UmSB o Titlitng Angle: 45
A~dQ\M Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
8v)_6p(<x8 图2.波导结构（未设置周期）
5eA8niq# cFagz* ! 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。
dk==? 将Linear2代码段修改如下:
R <"6ojn Dim Linear2
X{g% kf,D= for m=1 to 8
%G@5!|J Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
{gKN d*[* Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
=9LC<2 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
CZEW-PIhj Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Z Cg`z Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
s6 }X t=j Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
sK 2
e& Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
h)v^q: =' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
1KYN>s: /"ymZI!k\ 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。
d xj*Q "K 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Se!)n;?7Sw =_[Z W 设置仿真参数
s(_+!d6 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
9Z6C8J v 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
R1-k3;v^ TE simulation
$iM=4
3W Mesh Delta X: 0.015
L;Q Y<b Mesh Delta Z: 0.015
?_`0G/xl Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
g8'DoHJ* 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,5|d3 dJS Number of Anisotropic PML layers: 15
lr2 rQo > 其它参数保持默认
@+_&Y] 运行仿真
somfv$'B • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
F pt-V • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
A{<xc[w;p • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
/dDzZ%/@ d/7l efF 远场分析
衍射波
Bfd-:`Jk 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Qeb}!k2A 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@rb l^ 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
H0*5_OJ!i 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)
<3hA! $o~ 图4.远场计算对话框
a)2yE,": 5%
nt0dc 5. 在远场对话框，设置以下参数：
x:t<ZG&Xwg Wavelength: 0.63
<E\ V`g Refractive index: 1.5+0i
(RXS ~8 Angle Initial: -90.0
yoqa@ V Angle Final: 90.0
2@vj!U 8 Number of Steps: 721
;T ZGC).6 Distance: 100, 000*wavelength
uG>nV Intensity
:G)<}j"sM = z:U ~D 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
# X.+ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
S:Tm23pe 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
