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：
oEN^O:9e •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
zMI_8lNz •光栅布局
模拟和后处理分析
?P>3~3 B 布局layout
a\]g lw\; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
L! l`2[F| 图1.二维光栅布局
|Ym3.hz E/5/5'gBJO 用VB脚本定义一个2D光栅布局
]ur_G`B 4apy {W 步骤：
J&w'0 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
aFf( m- 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 q3 7d:Hp Wafer Dimensions：
"' @>cJ= Length (mm): 8.5
H7Y :l0b Width (mm): 3.0
\:Vm7Zg DV5K)m&G 2D wafer properties:
i+XHXpk Wafer refractive index: Air
tOT(!yz 3 点击 Profiles 与 Materials.
7AouiL 2-W NG\g_^.M 在“Materials”中加入以下
材料：
{I^@ B W- Name: N=1.5
79MF;>=tV Refractive index (Re:): 1.5
%} / |/= V
X"! a Name: N=3.14
[==x4N b Refractive index (Re:): 3.14
Y)*:'&~2e FzM<0FJRX 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
qC4 Q+"' Name: ChannelPro_n=3.14
k,GAHM"' 2D profile definition, Material: n=3.14
6U(M HxY 0CR~ vQf#r Name: ChannelPro_n=1.5
Sp JIEw 2D profile definition, Material: n=1.5
=,w(D~ps Q FX/x 6．画出以下波导结构：
AR?1_]"= a. Linear waveguide 1
\iQ{Q &JR: Label: linear1
yq<mE(hS? Start Horizontal offset: 0.0
:JD*uu Start vertical offset: -0.75
6*r#m%| End Horizontal offset: 8.5
;,7/> Vt End vertical offset: -0.75
:ND e<6?u Channel Thickness Tapering: Use Default
ic=tVs Width: 1.5
r jWn>M Depth: 0.0
;t\oM7J| Profile: ChannelPro_n=1.5
Sece#K2J| dW#T1mB b. Linear waveguide 2
DU|>zO% Label: linear2
hRaX!QcG3 Start Horizontal offset: 0.5
4qvE2W}& Start vertical offset: 0.05
'MK"*W8QRM End Horizontal offset: 1.0
V* j1[d End vertical offset: 0.05
Dhze2q)o Channel Thickness Tapering: Use Default
lNbAt4]}f( Width: 0.1
~9ynlVb7)r Depth: 0.0
~pWV[oUD Profile: ChannelPro_n=3.14
L{F[>^1Sb
F!qt=)V@w 7.加入水平平面波：
H_vGa!_ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
]@wKm1%v Input field Transverse: Rectangular
+"GB uNh X Position: 0.5
dBb
&sA-A Direction: Negative Direction
yBkcYHT Label: InputPlane1
\m%Z;xKG 2D Transverse:
Cc}3@Nf{/ Center Position: 4.5
\PL0-.t, Half width: 5.0
vp&N)t_ Titlitng Angle: 45
_h^er+d!_ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
}CGA)yK~3 图2.波导结构（未设置周期）
cTa$t :K@ Lu5lpeSQ 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。
34c+70x7 将Linear2代码段修改如下:
=Ohro ' Dim Linear2
0@> for m=1 to 8
}P\ J?8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
1<D^+FC4b, Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
k<A|+![ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
EV[ BB;eb Linear2.SetAttr "Depth", "0"
HyY ol* Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
d
A >6 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2ut)m\)/) Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
`b*x}HP $ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
pF<K hE*V I' 'X\/| 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。
5b$QXO 图3.光栅布局通过VB脚本生成
TR'<D9kn &1FyauH 设置仿真参数
;U[W $w[ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
%(A@ =0r# 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
4H q6nT/ TE simulation
<Gj]XAoe% Mesh Delta X: 0.015
99* QfC Mesh Delta Z: 0.015
Rc(E';uc Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
R/P9 =yvg0 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
8SOfX^;o Number of Anisotropic PML layers: 15
7bL48W<QD 其它参数保持默认
OLE@35"v] 运行仿真
ge|Cv v • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
CF]#0*MI • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
FV\$M6
_ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
) ^ 7- qy 3(3-#MD0 远场分析
衍射波
F0KNkL>&g 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
8d[!"lL 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}WnoI2 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
g `I$U%a_2 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)
KvmXRf*z 图4.远场计算对话框
o+g\\5s /NUu^ N 5. 在远场对话框，设置以下参数：
9)J)r \ Wavelength: 0.63
seiE2F[ Refractive index: 1.5+0i
xG:7AGZ$[ Angle Initial: -90.0
LX</xI08W Angle Final: 90.0
sWFw[ Y> Number of Steps: 721
IPk"{T3 Distance: 100, 000*wavelength
=~q Xzq Intensity
%o_CD>yD Bxk2P<d 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
:~\ y< 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
MZS/o 3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
