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：
Qs\!Kk@ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Ga $EM •光栅布局
模拟和后处理分析
(s!cd]Qa. 布局layout
XNB4K jT 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Ndqhc 图1.二维光栅布局
s#V:!
7 YnX6U 1/^ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
(\$=+' hy l1}HJmom 步骤：
4CioVQdj 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/PtmJ2 [ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 YN5p@b=FX Wafer Dimensions：
Kv6#WN~ Length (mm): 8.5
#W=H)6 Width (mm): 3.0
)R"deb=s PD@@4@^ 2D wafer properties:
O.wk*m!9 Wafer refractive index: Air
Dq~D4 | 3 点击 Profiles 与 Materials.
Y1U\VU YBY!!qjPx 在“Materials”中加入以下
材料：
W8s/ " Name: N=1.5
7D wf0Re` Refractive index (Re:): 1.5
sBWLgJz?C .5?Md Name: N=3.14
g+92} $_ Refractive index (Re:): 3.14
Z)H9D(Za e(sV4 Z~ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ryoD 1OE Name: ChannelPro_n=3.14
9N{"ob
Z 2D profile definition, Material: n=3.14
_ ;`g*Kx ^1w*$5YI Name: ChannelPro_n=1.5
D*o [a #2_ 2D profile definition, Material: n=1.5
)w!*6< zu|=1C#5h 6．画出以下波导结构：
~:lN("9OI a. Linear waveguide 1
BX6]d:S Label: linear1
"ku ?A ^f Start Horizontal offset: 0.0
P*sb@ y>}O Start vertical offset: -0.75
PEHaH"|([= End Horizontal offset: 8.5
tD !$!\`O End vertical offset: -0.75
<)$b=z Channel Thickness Tapering: Use Default
Xw [|$#QKM Width: 1.5
qox3 1pnS Depth: 0.0
E7UYJ)6] Profile: ChannelPro_n=1.5
,mW-O!$3W Hze~oAP+ b. Linear waveguide 2
G9i?yd4n=B Label: linear2
^J$? [@qD Start Horizontal offset: 0.5
&nEQ `3~F Start vertical offset: 0.05
+idp1SJ4 End Horizontal offset: 1.0
>J
No2 End vertical offset: 0.05
!^<%RT9@| Channel Thickness Tapering: Use Default
"<I*V iZ Width: 0.1
h2]gA_T` Depth: 0.0
74q |F Q Profile: ChannelPro_n=3.14
J`x!c9 zg7 _f5n
t:- 7.加入水平平面波：
orzy &4 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
v22 ZwP Input field Transverse: Rectangular
M]$_>&" X Position: 0.5
ON/U0V:v Direction: Negative Direction
nI6[y)j Label: InputPlane1
wth*H$iF 2D Transverse:
FlQ(iv)P Center Position: 4.5
SH${ \BKup Half width: 5.0
D,J yb0BW Titlitng Angle: 45
B '"RKs] Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\a}W{e=FNT 图2.波导结构（未设置周期）
RTR@p =ck X0QLT:J b 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。
c_YP #U 将Linear2代码段修改如下:
$ "G=r(MW Dim Linear2
YjM_8@ < for m=1 to 8
E\! <= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
;3 H #8x- Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
79JU Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Z#P:C":e Linear2.SetAttr "Depth", "0"
4q7hL Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
8hx 3pvmk Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
bAa+MB #A Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
j\S}TaH0e Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
u4UQMj|q -I\Y
m_) 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。
pNzSy"Y$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ADQ#qA,/ uNn]hl|x 设置仿真参数
wUbs9y< 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
T@ecWRro 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
lB
Y "@N TE simulation
5@xl/ Mesh Delta X: 0.015
}L1 -2 Mesh Delta Z: 0.015
7sci&!.2` Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
tb@&!a$`? 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
&XnbZ&_ Number of Anisotropic PML layers: 15
(IY= x{b 其它参数保持默认
{IlX@qWr 运行仿真
C=z7Gk= • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
9(PQ7} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
DfNX@gbo • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
0Q1s JDa. i!!1^DMrw 远场分析
衍射波
$O/@bh1@p 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
] hxE^/8 7 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
X ~ AE?? 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
`2M`;$~ 5 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)
% 0z&k!P 图4.远场计算对话框
A\jX #gg <opBOZ
d 5. 在远场对话框，设置以下参数：
$]G_^ji)K Wavelength: 0.63
MU ;
L7^ Refractive index: 1.5+0i
Q599@5aS Angle Initial: -90.0
=psX2?%L Angle Final: 90.0
h7( R/R f Number of Steps: 721
#s OkD Distance: 100, 000*wavelength
86s.qPB0 Intensity
]0VjVU- XL/?v"
/ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
gsqpQq7 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
M mjeFv 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
