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：
(f ^WC, •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
<uDEDb1|l •光栅布局
模拟和后处理分析
ewg&DBbN" 布局layout
CdgZq\ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
0{#,'sc; 图1.二维光栅布局
>B/ jTn5= A|1
TE$ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
exrsYo!% w~+5F SdH 步骤：
_+YCwg 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3?SofPtc/ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 T{3C3EE?] Wafer Dimensions：
( iM"ug2 Length (mm): 8.5
WL$Ee= Width (mm): 3.0
< gB>j\: 2.Cj jI 2D wafer properties:
x 4fl= Wafer refractive index: Air
8 P85qa@w 3 点击 Profiles 与 Materials.
y
E-H-r~I 3IQ)%EN 在“Materials”中加入以下
材料：
0KO_bF#EB= Name: N=1.5
e Ki/Mt
Refractive index (Re:): 1.5
opxVxjTT# sc'QNhrW Name: N=3.14
u,e'5,`N Refractive index (Re:): 3.14
Yn4 c 6K Ac;rMwXk# 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
c9imfA+e Name: ChannelPro_n=3.14
LWE[]1= 2D profile definition, Material: n=3.14
H6(kxpOI\ l G12Su/ Name: ChannelPro_n=1.5
hNs970i 2D profile definition, Material: n=1.5
7_ C;- .WM 0x{t/ 6．画出以下波导结构：
z1[2.&9D- a. Linear waveguide 1
s2A3.S N Label: linear1
B5h-JON]- Start Horizontal offset: 0.0
s$`g%H> Start vertical offset: -0.75
Ci6yH( RE End Horizontal offset: 8.5
LW6&^S?4{ End vertical offset: -0.75
YY-{&+, Channel Thickness Tapering: Use Default
IB:e yq- + Width: 1.5
3 "=% [ Depth: 0.0
k_%2O k Profile: ChannelPro_n=1.5
:acnrW>i[@ YfL|FsCh b. Linear waveguide 2
_h>S7-X Label: linear2
dd1m~Gm Start Horizontal offset: 0.5
~ l"70\& Start vertical offset: 0.05
j~,7JJ
(y End Horizontal offset: 1.0
9k8ftxB^ End vertical offset: 0.05
f D+'{ivN4 Channel Thickness Tapering: Use Default
2G OQ| Z Width: 0.1
TxAT )) Depth: 0.0
U ^1Xc#Ff Profile: ChannelPro_n=3.14
amq]&.M @w&VI6 7.加入水平平面波：
hZ2!UW4' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
"& ?F 6Pi Input field Transverse: Rectangular
bK;I :JK3 X Position: 0.5
"3o{@Td U Direction: Negative Direction
h-
.V[ ]< Label: InputPlane1
?95^&4Oh0 2D Transverse:
a@ `1 5O: Center Position: 4.5
Eyi^N0 Half width: 5.0
(dD+?ZOO Titlitng Angle: 45
*A C){M Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
k bzzage6L 图2.波导结构（未设置周期）
D QO~<E6c "?EoYF_ 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。
?dMyhU} 将Linear2代码段修改如下:
@igGfYy Dim Linear2
(t' hWS for m=1 to 8
D /ysS$!{ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Z$!>hiz2 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
{^>dQ+S x7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{<0=y#@u Linear2.SetAttr "Depth", "0"
&LM@_P"T Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
1}+l L)-! Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
19-|.9m( Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
N,U<.{T=A Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
rlG& wX =au7'i |6 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。
<#AS[Q[N 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,E,oz {,i( WE\@ArY> 设置仿真参数
55xa Z#| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
DM"nxTVre 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
@+II@[ _lT TE simulation
fw aq Mesh Delta X: 0.015
Uywi,9f Mesh Delta Z: 0.015
<)n8l IK Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
#T<<{ RA 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j8WMGSrrF Number of Anisotropic PML layers: 15
Z)E[Bv= 其它参数保持默认
$ 1<V'b[E 运行仿真
h+EG)
< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
;M{@|z[Nv • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
"e]1|~ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Yw7+wc8R 1F?`.~q 远场分析
衍射波
Lc,` 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
XBQ]A8 9G 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
sevaNs 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
~=HrD?-99p 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)
=#)Zm?[; 图4.远场计算对话框
= 7%1] I2G4j/c=z 5. 在远场对话框，设置以下参数：
I*c B
Ha Wavelength: 0.63
7hAFK Refractive index: 1.5+0i
(p4|,\+ Angle Initial: -90.0
<vS J< WY Angle Final: 90.0
u&MlWKCi Number of Steps: 721
lm'L-ZPN Distance: 100, 000*wavelength
r|!w,>. Intensity
Hkq""'Mx+w 5!W Q 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
AITV+=sN 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
PDN3=PAR/A 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
