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：
a +`;:tX, •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5S%#3YHY2 •光栅布局
模拟和后处理分析
f_r4*#&v 布局layout
)s8{|) - 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
.$r7q [ 图1.二维光栅布局
&jF[f4:7 ~qb-uT\(99 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@?[}\9dW {pk&dB _Bu 步骤：
8G_KbS 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
h_xzqElZu 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 O['5/:- Wafer Dimensions：
ap .L= vn Length (mm): 8.5
S>EO6z# Width (mm): 3.0
9*xv
,Yz8 GuRJ 2D wafer properties:
YR0.m%U, Wafer refractive index: Air
fzjZiBK@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
d)v'K5 NGuRyZp69& 在“Materials”中加入以下
材料：
95BRZ!ts Name: N=1.5
)E=~
_`XO Refractive index (Re:): 1.5
)gKX +' u~j&g Name: N=3.14
Ve|=<7%%S Refractive index (Re:): 3.14
_{0 IX $ ud\CU:r 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
6vebGf Name: ChannelPro_n=3.14
|F52)<\ 2D profile definition, Material: n=3.14
jR mo9Bb2 [|oOP $u Name: ChannelPro_n=1.5
&l (PWU 2D profile definition, Material: n=1.5
eR vn N>L H mVpxD+ 6．画出以下波导结构：
fdzaM & a. Linear waveguide 1
Qon>[<]B Label: linear1
>$N ?\\# Start Horizontal offset: 0.0
Iq:
G9M Start vertical offset: -0.75
[[vb w)u End Horizontal offset: 8.5
WR fhxl End vertical offset: -0.75
\kVi&X=q : Channel Thickness Tapering: Use Default
$|!@$A j Width: 1.5
h<IPV'1 Depth: 0.0
E|om C_h Profile: ChannelPro_n=1.5
@N+6 q O} 5TVA1 b. Linear waveguide 2
[[VB' Rs Label: linear2
* odwg$ Start Horizontal offset: 0.5
ttA0*
>' Start vertical offset: 0.05
'mU7N<Q$qQ End Horizontal offset: 1.0
e6hfgVN End vertical offset: 0.05
{N 0i
3e
s Channel Thickness Tapering: Use Default
(eF "[,z Width: 0.1
j+Q E~L Depth: 0.0
Xmaj7*f>p Profile: ChannelPro_n=3.14
'7/c7m/$X< A&( $ X)t 7.加入水平平面波：
#tQ__ V Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vHxLn/ Input field Transverse: Rectangular
"o>gX' m* X Position: 0.5
Q[.HoqWK Direction: Negative Direction
KPMId`kf Label: InputPlane1
b0!ZA/YC- 2D Transverse:
3eJ"7sftW Center Position: 4.5
''~#tK
f Half width: 5.0
ca!DZ%y Titlitng Angle: 45
n>:|K0u" Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
a) 5;Od 图2.波导结构（未设置周期）
>.f'_2#Z& =6LF_=} 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。
(SGU]@)g 将Linear2代码段修改如下:
xO2CgqEb Dim Linear2
"q v J -Y for m=1 to 8
;$$.L
bb8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
X*Cvh| Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
-/ h'uG Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
'r_NA!R Linear2.SetAttr "Depth", "0"
!Au 9C
Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
mnS F=l;; Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|\_d^U &` Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
bf1EMai" Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
>pq= .)X} U CF'%R 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。
mj9r#v3. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
P{_Xg,Z ; E]^7T 设置仿真参数
r&?i>.Kz8 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
|$aTJ9 Iq: 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
etkKVr;Kv TE simulation
[[ ;vZ Mesh Delta X: 0.015
dy Mj=e Mesh Delta Z: 0.015
l&LrcM Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
?R VY%s;g 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
K\a=bA}DG Number of Anisotropic PML layers: 15
huw|J<$ 其它参数保持默认
/WWD;keP5 运行仿真
{Mx3G*hr • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
?,0 5!] • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
?cdjQ@j~h • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
fKN&0N |^R `(@}O?w!1 远场分析
衍射波
?*h 2:a $ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
R#0Z 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Az"(I>VfD 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
,Kw]V %xOb 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)
a2tRmil 图4.远场计算对话框
6 (@U+` v;m}<3@' 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/<W K2G Wavelength: 0.63
i1E~ F Refractive index: 1.5+0i
~x SAR;8 Angle Initial: -90.0
\uT y\KA Angle Final: 90.0
?rG>SA>o Number of Steps: 721
S_ Pa . Distance: 100, 000*wavelength
L 2k?Pl Intensity
,J63 ?EQ3 gZLzE *NZ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
9;*-y$@ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
sa26u`? 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
