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：
$Vp*,oRL •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
yt@7l]I •光栅布局
模拟和后处理分析
kfV}ta'^S 布局layout
e=^^TX`I 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
,`
64t'g 图1.二维光栅布局
!*1 $j7`tP v8} vk]b 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@u @~gEt [o"<DP6w 步骤：
ZccvZl ;b 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
\_]X+o; 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 OU
esL9 Wafer Dimensions：
H[_i=X3-~ Length (mm): 8.5
jP{&U&!i Width (mm): 3.0
l@)`Q x fa- 2D wafer properties:
X`6"^
xme Wafer refractive index: Air
N<PDQ 3 点击 Profiles 与 Materials.
({OQ
JBC (QTF+~) 在“Materials”中加入以下
材料：
0,/I2!dF? Name: N=1.5
$ *Kr4vh Refractive index (Re:): 1.5
vh#81}@N7* ~ \]?5
nj Name: N=3.14
BPuu m Refractive index (Re:): 3.14
%E\zR/ {vq| 0t\- 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
QR2S67- Name: ChannelPro_n=3.14
E|vXM "zFl 2D profile definition, Material: n=3.14
)_YB8jUR-X D3B] Name: ChannelPro_n=1.5
_ a#k3r 2D profile definition, Material: n=1.5
7 x'2 c'.XC} 6．画出以下波导结构：
/go|r ' a. Linear waveguide 1
Vel}lQD Label: linear1
=%B5TBG Start Horizontal offset: 0.0
4{@{VsXN Start vertical offset: -0.75
q{ [!" , End Horizontal offset: 8.5
e\em;GTy End vertical offset: -0.75
`*l aUn Channel Thickness Tapering: Use Default
k^Q.lb
{ Width: 1.5
", p5}}/ Depth: 0.0
5a-x$Qb9 Profile: ChannelPro_n=1.5
:sQ>oNnz EE^x34&= b. Linear waveguide 2
P8(hHuO Label: linear2
?<`oKBn Start Horizontal offset: 0.5
o 1vK2V Start vertical offset: 0.05
c: r 25 End Horizontal offset: 1.0
$nb.[si\ End vertical offset: 0.05
o_1N "o% Channel Thickness Tapering: Use Default
Mj{w/ ' Width: 0.1
aeISb83Y | Depth: 0.0
Mf2F LrAh Profile: ChannelPro_n=3.14
EV?U
!O R
RE8|%p;B 7.加入水平平面波：
R_O=WmD Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?j0yT@ G Input field Transverse: Rectangular
?ac4GA( X Position: 0.5
rlaeqG Direction: Negative Direction
V2!0),]B Label: InputPlane1
W qkb1~]#Y 2D Transverse:
b[GhI+_ Center Position: 4.5
0-uw3U< Half width: 5.0
f1]zsn: Titlitng Angle: 45
f~F{@),acZ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
P}]o$nWT 图2.波导结构（未设置周期）
X@"G1j >/ Q6W![571; 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。
:\vs kk), 将Linear2代码段修改如下:
D#G%WT/" Dim Linear2
%@Z;;5 L for m=1 to 8
S3:AitGJ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
,sIC=V + Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
M+0PEf. Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
~ ;LzTL Linear2.SetAttr "Depth", "0"
\"1>NJn&k) Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<^\rv42'(2 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
m`9nDiV Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<)p.GAZ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
w`;HwK$ , qXg&E}]:= 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。
*68 TTBq( 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Z;%uDlcXI ?+))J~@t 设置仿真参数
`0N7G c 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
i1 |>JM[V 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~L"$(^/ TE simulation
PR
Mg6 Mesh Delta X: 0.015
G0{Z@Cv O' Mesh Delta Z: 0.015
`B w]PO Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|)+
SG>- 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
{Q3OT Number of Anisotropic PML layers: 15
ejlns
~ 其它参数保持默认
rNR7}o~ qo 运行仿真
F?|Efpzow? • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
E?G'F3i • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
+bS\iw + • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$uZmIu9Bi+ MzD1sWmK 远场分析
衍射波
G; 3%k.{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
@^< odmM 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
cv aG[NF 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
B=!!R]dxA 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)
Y>8Qj+d 图4.远场计算对话框
d/bimQ Ifn|wrx;g 5. 在远场对话框，设置以下参数：
-;7xUNQ Wavelength: 0.63
SHX`/ Refractive index: 1.5+0i
y)fMVD"( Angle Initial: -90.0
/@F'f@; Angle Final: 90.0
-> rqr# Number of Steps: 721
?
`p/jA Distance: 100, 000*wavelength
*O
:JECKU Intensity
w6i2>nu_O UDh \%?j 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
=mO5~~"W+v 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
E{<#h9=> 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
