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：
c9/
'i •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!~VR|n- •光栅布局
模拟和后处理分析
(>kBmK1Aj 布局layout
Z\o AE<$ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
pU\xzL D 图1.二维光栅布局
P,+ 0 V9);kD 用VB脚本定义一个2D光栅布局
P+ D|_3j \5v=pDd4g 步骤：
6='_+{
1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
z.\[Va$@l 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Z{|.xg sY Wafer Dimensions：
|M0,%~Kt Length (mm): 8.5
'44nk(hM69 Width (mm): 3.0
aL$c).hq0 d(dw]6 I6 2D wafer properties:
/ltP@*b o Wafer refractive index: Air
hBs>2u|z9 3 点击 Profiles 与 Materials.
1&>nL`E[3 Iu)(Huv 在“Materials”中加入以下
材料：
{? kKpMNNn Name: N=1.5
71.:p,Z@z Refractive index (Re:): 1.5
[b\lcQ8O PK|`}z9 Name: N=3.14
{ <ao4w6B Refractive index (Re:): 3.14
JJZXSBAOU bC,M&<N 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
N!4x P.Ps Name: ChannelPro_n=3.14
>8{`q!=|~ 2D profile definition, Material: n=3.14
Rh-8//&vZ/ QY CNO#* Name: ChannelPro_n=1.5
R'a5,zEo/ 2D profile definition, Material: n=1.5
( B~V:Yt \?`d=n= 6．画出以下波导结构：
Ar{=gENn a. Linear waveguide 1
lC s8`bYU Label: linear1
"Jv,QTIcS Start Horizontal offset: 0.0
m@
'I|!^ Start vertical offset: -0.75
@8 yE( End Horizontal offset: 8.5
7 +W?Qo End vertical offset: -0.75
9 gIJX? Channel Thickness Tapering: Use Default
|@n{tog+- Width: 1.5
{Z{NH:^ Depth: 0.0
Q ak@~b Profile: ChannelPro_n=1.5
dXcMysRc%& '<E8< bi b. Linear waveguide 2
KzH}5:qI Label: linear2
>kLH6. Start Horizontal offset: 0.5
k:uuJ| Start vertical offset: 0.05
R?e7#HsJ End Horizontal offset: 1.0
y<LwrrJ> End vertical offset: 0.05
1V9X(uP Channel Thickness Tapering: Use Default
7g<`w LAH Width: 0.1
)PZ}^Fa Depth: 0.0
W3-Rs&se Profile: ChannelPro_n=3.14
06 W=(fY .$x[!fuuR& 7.加入水平平面波：
7!840 :a?+ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(P! reYyM Input field Transverse: Rectangular
y:`` |*+ X Position: 0.5
'krMVC- Direction: Negative Direction
J5_
qqD) Label: InputPlane1
LB ^^e"
2D Transverse:
})u}PQ Center Position: 4.5
dfk TDG+ Half width: 5.0
~q%9zO' Titlitng Angle: 45
7VZ JGRnn Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
_e@ qv; * 图2.波导结构（未设置周期）
7JwWM2N?V tMk>Bx9[ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
a} fS2He 将Linear2代码段修改如下:
i3WmD@ Dim Linear2
6V?&hq&t for m=1 to 8
_ G*x:< Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
|+=:x]#vV Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
e /#&5ISk Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.A[.?7g Linear2.SetAttr "Depth", "0"
K# +] Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
cj_?*
Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'\mZ7.Jj Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
7T;RXrT Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
`; %aQR !P ^$g
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。
uU !i`8 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ik NFW*p -&$%m)wN 设置仿真参数
P FFw$\j 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
>!p K94 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
9i)mv/i TE simulation
.W .U:C1 Mesh Delta X: 0.015
-6 Si Mesh Delta Z: 0.015
'>3RZ& O Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
~\IDg/9 Cj 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Q&'Nr3H#tZ Number of Anisotropic PML layers: 15
n#'',4f 其它参数保持默认
3Qr!?=nf 运行仿真
_qo1 GM& • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
? bg pUv • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<RsKV$Je
I • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
uvM8 8# rbS= Ewk 远场分析
衍射波
IL"#T KKv 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
07Cuoqt2 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
sU!q~`; J 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
>
V}NG 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)
k<hO9;#qpL 图4.远场计算对话框
`IQC\DSl/ m D q,, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
` 7n, ( Wavelength: 0.63
L6 # d Refractive index: 1.5+0i
sjkl ? _ Angle Initial: -90.0
P[oB' Angle Final: 90.0
3A1kH` X^q Number of Steps: 721
e(5R8u d Distance: 100, 000*wavelength
PS] X Lz Intensity
<W^~Y31:0 9'aR-tFun; 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1vd+p!n 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
UzwI V{ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
