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：
UNi`P9D]3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
a~!G%})'a •光栅布局
模拟和后处理分析
Mz;[ +p 布局layout
?9=9C"&s 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
2'<[7! 图1.二维光栅布局
u =/CRjot >ap1"n9k 用VB脚本定义一个2D光栅布局
)){9&5,0: }sFm9j7yR 步骤：
FwZ>{~ ?3 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-TOI c% 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ^T,Gu-2> Wafer Dimensions：
-+em!g' Length (mm): 8.5
pdEiqLhH Width (mm): 3.0
fiN3 xP]V
{E0z@D) U- 2D wafer properties:
0W()lQ Wafer refractive index: Air
tpTAeQ*:d 3 点击 Profiles 与 Materials.
y tf b$;| d 'Axum@ 在“Materials”中加入以下
材料：
@M8|(N % Name: N=1.5
T}=>C+3r Refractive index (Re:): 1.5
{?}* 1,I fQ=MJ7l Name: N=3.14
@IP)S[^' t Refractive index (Re:): 3.14
"h7tnMS z]bwnJfd 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
^+9sG$T_EV Name: ChannelPro_n=3.14
kY&h ~Q 2D profile definition, Material: n=3.14
KB!|B.ChN( Vax^8 - Name: ChannelPro_n=1.5
b2b75}_A 2D profile definition, Material: n=1.5
OLj\-w^ <x),,a=X 6．画出以下波导结构：
on7I
l a. Linear waveguide 1
xlR2 |4|8 Label: linear1
6 Ik,zQL Start Horizontal offset: 0.0
DK&h
eVIoZ Start vertical offset: -0.75
m G1 IQ! End Horizontal offset: 8.5
@v*/R%rv t End vertical offset: -0.75
KYxBVgJ Channel Thickness Tapering: Use Default
G^1b>K Width: 1.5
yRYWc h Depth: 0.0
*+b6B_u] Profile: ChannelPro_n=1.5
M-uMZ Q e ;!T{%-tP b. Linear waveguide 2
f0LP?] Label: linear2
HOp-P8z Start Horizontal offset: 0.5
1Fi86 Start vertical offset: 0.05
g3%t8O/M End Horizontal offset: 1.0
-gz0md|Y End vertical offset: 0.05
=[<m[. )i Channel Thickness Tapering: Use Default
*}):<nB$^ Width: 0.1
Gj /3kS~@ Depth: 0.0
ag4`n:1 Profile: ChannelPro_n=3.14
+"g ~"< rB%$;<`/ 7.加入水平平面波：
^ 2u/n Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
2 _t=P|Uo Input field Transverse: Rectangular
\ U-vI:J_ X Position: 0.5
xDO7 A5 Direction: Negative Direction
k 2%S`/: Label: InputPlane1
v1.q$ f^( 2D Transverse:
www`=)A; Center Position: 4.5
|k {-l!HI Half width: 5.0
Y#01o&f0n Titlitng Angle: 45
jec :i-, Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
'7im 图2.波导结构（未设置周期）
&(xUhX T vVs#^"-nW 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。
0D(cXzQP 将Linear2代码段修改如下:
G;oFTP>o Dim Linear2
(a6? s{( for m=1 to 8
b]]N{: I Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
C6& ( c Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
7XyOB+aQO Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
cUDg M Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$'[q4 wo< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
*,\` o~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
5GAy "Xd Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
$rG< uO Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
YJ2ro-X pyW u9 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。
xUYo w 图3.光栅布局通过VB脚本生成
hGP1(pH. I&1!v8 设置仿真参数
px9>:t[P 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
j:1uP^. 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
3,.%
s TE simulation
p#_ [ Mesh Delta X: 0.015
I*1S/o_xI Mesh Delta Z: 0.015
".2A9]_s Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
LI:T c7t 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
& (& Number of Anisotropic PML layers: 15
;>2#@QP 其它参数保持默认
]X" / yAn 运行仿真
iY.eJlfH • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Ds5N Ap:x • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
`% E9xcD% • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Uk-HP\C"7 @%@zH% b 远场分析
衍射波
te2
Iu%5 z 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\].J -^= 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
TV{)n'aA 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
cj(X2L 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)
=wA5P@ 图4.远场计算对话框
B2hfD-h,> T#iU+)-\% 5. 在远场对话框，设置以下参数：
}#b
%"I0 Wavelength: 0.63
%N~;{!![p Refractive index: 1.5+0i
+(ny|r[# Angle Initial: -90.0
U4wpjHg Angle Final: 90.0
|@`"F5@, Number of Steps: 721
_IYY08&(r Distance: 100, 000*wavelength
~+m ,im8} Intensity
|R'i:= J#7 (]!;F 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
vbn>mg5 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
b]`^KTYK 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
