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：
- m x3^ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$85o%siS' •光栅布局
模拟和后处理分析
.pu`\BW> 布局layout
u2.r,<rC*Q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
nu<!2xs, 图1.二维光栅布局
j>Bk; f| $d??( 用VB脚本定义一个2D光栅布局
e[ k;SSs 2DBFXhP 步骤：
pt|$bU 7 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
r0$9c 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 @okm@6J*X Wafer Dimensions：
g7Q*KA+ Length (mm): 8.5
"y
,(9 _# Width (mm): 3.0
\3:{LOr%* Y"\T*lK a 2D wafer properties:
6~Oje>w; Wafer refractive index: Air
@XG`D> %k 3 点击 Profiles 与 Materials.
yI|?iBc7nC [\M?8R$) 在“Materials”中加入以下
材料：
m"m;(T{ v Name: N=1.5
R^O)fL 0_ Refractive index (Re:): 1.5
}Yl8Q >t ZwrYs s Name: N=3.14
[t=+$ pf(- Refractive index (Re:): 3.14
Ky~~Cd$ ^fiRRFr[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ib=^ tK Name: ChannelPro_n=3.14
y2% ^teX k 2D profile definition, Material: n=3.14
ghO//?m X'Il:SK Name: ChannelPro_n=1.5
e =Tc(Mwn 2D profile definition, Material: n=1.5
(Gk]<`d#N _j<M} 6．画出以下波导结构：
/g- X=|?F a. Linear waveguide 1
J1ro\" Label: linear1
V^5k> `A Start Horizontal offset: 0.0
<.B > LU Start vertical offset: -0.75
M,U=zNPnk End Horizontal offset: 8.5
cZ2,
u,4 End vertical offset: -0.75
"=TTsxyM6P Channel Thickness Tapering: Use Default
\^W? Width: 1.5
aTL7"Myp Depth: 0.0
<^c0bY1 Profile: ChannelPro_n=1.5
"uER a(i 7XC}C+ b. Linear waveguide 2
^aM/BS \ Label: linear2
0YRYCO$ Start Horizontal offset: 0.5
]x{ H Start vertical offset: 0.05
w3|.4h S End Horizontal offset: 1.0
GIl{wd
End vertical offset: 0.05
['`'&+x&! Channel Thickness Tapering: Use Default
Vw@ x Width: 0.1
;j\$[4W.i Depth: 0.0
\ bmboNe Profile: ChannelPro_n=3.14
^
/eSby Ps 5wQaS 7.加入水平平面波：
NW
Qu-]P Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
UdgI<a~`k6 Input field Transverse: Rectangular
m`0{j1K X Position: 0.5
6C}Z1lZl Direction: Negative Direction
R,Uy 3N Label: InputPlane1
>a~FSZf 2D Transverse:
hU vH
t+d Center Position: 4.5
wm [d5A4 Half width: 5.0
=U|SK"oO Titlitng Angle: 45
u+FftgA Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?bi^h/ f 图2.波导结构（未设置周期）
.5 r0% Mo
r-$a8 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。
lFt {:HfX- 将Linear2代码段修改如下:
.f<,H+ m^ Dim Linear2
6j![m+vo% for m=1 to 8
#yxYL0CcA: Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
2;7GgO~ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4B>|Wft{p] Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
iJ# oI@s Linear2.SetAttr "Depth", "0"
tELnq#<6 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9:5NX3"p Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
$)a5;--W Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
u3!!_~6,z Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
\K= PIcH / '+JP4mK 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。
$l"(tB7d 图3.光栅布局通过VB脚本生成
HYa!$P3}[ hzVO.Q* 设置仿真参数
gvt 4'kp 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$
$+z^%'_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
@&>
+`kgU- TE simulation
e.h:9` "* Mesh Delta X: 0.015
9 peB+URV Mesh Delta Z: 0.015
8)ol6Mi{ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
`N,Jiw;bw 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Um&@
0C+L Number of Anisotropic PML layers: 15
c(JO;=,@9 其它参数保持默认
ZS;kCdL 运行仿真
^ZBkt7 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
D]_\i [x • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
mJqP#Unik • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
^jC0S[csw2 qA[}\8}h 远场分析
衍射波
-v&srd^ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>r Glj 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pp _ddk 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
%%u4( ' = 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
>?x Vr 图4.远场计算对话框
L2tmo-]nw I C42O_^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
!qq@F%tv Wavelength: 0.63
1 Qk uxw Refractive index: 1.5+0i
7MfvU|D[d/ Angle Initial: -90.0
/ nRaxzf' Angle Final: 90.0
9`b3=&i\ Number of Steps: 721
Kep?=9r4+ Distance: 100, 000*wavelength
o! d0 Intensity
ea/6$f9^ 0eIR)#j* 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
% vzpp\t 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
D':A-E 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
