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：
@j|=M 7B •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
- Hi RXB •光栅布局
模拟和后处理分析
H$={i$*,Y 布局layout
$ I }k>F 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
u</LgOP`- 图1.二维光栅布局
Th>ff)~ e 9B<aYp) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
qz6@'1 p ]erk 步骤：
Gj H$!P=. 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
;"Q.c#pA$g 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 K@>($BX] Wafer Dimensions：
RJk4 2;] Length (mm): 8.5
SM8Wg > Width (mm): 3.0
H4"'&A7$ @K=C`N_22 2D wafer properties:
-#<AbT Wafer refractive index: Air
KO3X)D<3 3 点击 Profiles 与 Materials.
NY3. ?@Z d !=AS 在“Materials”中加入以下
材料：
j9^V)\6) Name: N=1.5
iininITOS{ Refractive index (Re:): 1.5
)]M,OMYq - x,: DL)$1 Name: N=3.14
YgL{*XYAt Refractive index (Re:): 3.14
o4F( X0 #Q'j^y 7=z 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
!THa?U; Name: ChannelPro_n=3.14
33z^Q`MTC 2D profile definition, Material: n=3.14
!M@jW[s $@^*lUw Name: ChannelPro_n=1.5
g?E8zf ` 2D profile definition, Material: n=1.5
,y}@I" <`' T#e$ 6．画出以下波导结构：
<@H`5[R a. Linear waveguide 1
z,xGjS P Label: linear1
51-@4E2:l: Start Horizontal offset: 0.0
=k^ d5 Start vertical offset: -0.75
v@ifB I End Horizontal offset: 8.5
7 F> a&r End vertical offset: -0.75
wU(!fw\ Channel Thickness Tapering: Use Default
qN\? c W' Width: 1.5
v+(-\T\i Depth: 0.0
Aa4 DJ Profile: ChannelPro_n=1.5
C WY-}M ;:obg/;uJ b. Linear waveguide 2
ZgA+$}U)uW Label: linear2
&t:~e " 5< Start Horizontal offset: 0.5
H;{IOBo Start vertical offset: 0.05
*b8AN3! End Horizontal offset: 1.0
H7%q[O End vertical offset: 0.05
%sCG}?
y Channel Thickness Tapering: Use Default
) m_q2xV Width: 0.1
\=uD)9 V Depth: 0.0
pS+hE4D Profile: ChannelPro_n=3.14
+$$5Cv5#<& +vt?3i\^. 7.加入水平平面波：
D6,Ol4 d Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
1+ 9!W Input field Transverse: Rectangular
21[=xboU X Position: 0.5
Y^tUcBm\ Direction: Negative Direction
{PK f]m Label: InputPlane1
*I.eCMDa 2D Transverse:
Q6;b ORN Center Position: 4.5
[JYy
Half width: 5.0
<f#pS[A Titlitng Angle: 45
wC?>,LOl Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
MO@XbPZB 图2.波导结构（未设置周期）
moRo>bvN~ ^h!}jvqE 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。
mJZB@m u? 将Linear2代码段修改如下:
_ %G ;^ b Dim Linear2
MdhD "Q for m=1 to 8
4JRQ=T|P7I Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
E V@yJ] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
x
Nb7VUV7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
tMH 2 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
L~Y^O`c Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
E Y^?@D_< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
XtqhK" f% Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
+GncQs
y Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
lvx[C7? 4%#q.qI 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。
Qs ys y 图3.光栅布局通过VB脚本生成
?x/Lb*a^ qOv`&%txW 设置仿真参数
Y`." =8R~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
yz"hU 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
k}C4:?AT TE simulation
3_8W5J3I Mesh Delta X: 0.015
, Xxp ]*K2 Mesh Delta Z: 0.015
f>|W d;7l: Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
p'A43 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
D$+g5u) Number of Anisotropic PML layers: 15
3L36
2 其它参数保持默认
jq%}=-%KE 运行仿真
~O Wpk)Vq • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
m d `=2l • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<}T7;knO • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
+8Y|kC{9" .03Rp5+v 远场分析
衍射波
&?}A/(# 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
5O;D\M{> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
my0iE: 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Xzl$Q c 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)
a"`> J! 图4.远场计算对话框
>pp#>{} -@ra~li,yQ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
b
+Z /nfS Wavelength: 0.63
zp5ZZcj_ Refractive index: 1.5+0i
$+PyW(
r Angle Initial: -90.0
I E{:{b\ Angle Final: 90.0
U9K'O !i> Number of Steps: 721
lF
t^dl^ Distance: 100, 000*wavelength
4;Vi@(G) Intensity
PE g]z 1 e]D=2y 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
L6#4A3yh 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Te`@{> 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
