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：
opzlh@R
3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
B(eiRr3 •光栅布局
模拟和后处理分析
! Zc#E, 布局layout
-sDl [ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
n3 eWqwQ$5 图1.二维光栅布局
4[%_Bnv#AJ W&I:z-VH 用VB脚本定义一个2D光栅布局
,LLx&jS #BH]`A J 步骤：
I?\P^f 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
<9$Pl%: 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 9>&p: +D Wafer Dimensions：
9 *v14 c% Length (mm): 8.5
YETGq- Width (mm): 3.0
I-kK^_0mV< |GPY bxzc 2D wafer properties:
~Xr[d07bC Wafer refractive index: Air
c2s73i z 3 点击 Profiles 与 Materials.
LCH w. NNJQDkO-I 在“Materials”中加入以下
材料：
cmd7-2 Name: N=1.5
#0^a-47PA< Refractive index (Re:): 1.5
ew c:-2Y^ 6vU%Y_n=y] Name: N=3.14
N!\1O, Refractive index (Re:): 3.14
u2I@ fH/ ?fc<3q" 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
=*6H!b zX Name: ChannelPro_n=3.14
Gu2=+?i? h 2D profile definition, Material: n=3.14
U` )d
`4" R-4#y%k< Name: ChannelPro_n=1.5
4JH^R^O<n
2D profile definition, Material: n=1.5
u: wf :^ lx ~C{tl2 6．画出以下波导结构：
AmCymT3P*e a. Linear waveguide 1
wjOJ n] Label: linear1
z'gJ y Start Horizontal offset: 0.0
V9>$M= Start vertical offset: -0.75
s4=EyBI
End Horizontal offset: 8.5
gS|6,A9 End vertical offset: -0.75
"b)E H/ s Channel Thickness Tapering: Use Default
RH$YM
`cZ Width: 1.5
Q5 o0!w Depth: 0.0
YWk+}y}^d Profile: ChannelPro_n=1.5
6J -=6t| ScT{Tb]9bt b. Linear waveguide 2
&$~ir I Label: linear2
G6\`Iy68/v Start Horizontal offset: 0.5
oGt 2n: Start vertical offset: 0.05
F "'
(i End Horizontal offset: 1.0
`C^0YGO% End vertical offset: 0.05
7WNUHLEt Channel Thickness Tapering: Use Default
I(/*pa?m{ Width: 0.1
<:StZ{o; Depth: 0.0
_X{ GZJm Profile: ChannelPro_n=3.14
YYe=E,q 8>I4e5Ym 7.加入水平平面波：
^i@0P}K< Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
, $cpm =1 Input field Transverse: Rectangular
D'UIxc 8 X Position: 0.5
_]0<G8|Rv Direction: Negative Direction
2f rwU~y Label: InputPlane1
!bn=b>+ 2D Transverse:
sP>-k7K. Center Position: 4.5
V'K:52 Half width: 5.0
7H,)heA Titlitng Angle: 45
*qr>x8OGp Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
nM!_C-yX 图2.波导结构（未设置周期）
'W&ewZH_h r#J_;P{U 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。
e=[@HVr 将Linear2代码段修改如下:
^--8
cLB
n Dim Linear2
;[:IC^9fv for m=1 to 8
6R#igLm Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
60xL.Z Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Vf$$e) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
qtz~Y~h|> Linear2.SetAttr "Depth", "0"
srS)"Jt Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+Ur75YPh Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
R)=){SI:1) Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
5YgT*}L+, Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
K d{o/R %@HuAcNi 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。
9LSV^[QUH 图3.光栅布局通过VB脚本生成
6|4ID" (7"CYAe:; 设置仿真参数
T^#d\2 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
DyUS^iz~o 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ZsP>CELm@ TE simulation
onIZ& wrk Mesh Delta X: 0.015
_9<Mo;C Mesh Delta Z: 0.015
Q&w"!N Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
,}l|_GGj 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
@z`eqG,'] Number of Anisotropic PML layers: 15
9&Z+K'$= 其它参数保持默认
z0|-OCmL 运行仿真
" z -tL • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
O;0VKNn[' • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
D&OskM60 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
y-~_ W 6\ w,OPM}) il 远场分析
衍射波
Ou+b ce 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
7zowvE?# 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
4rpr y@1 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
"1 UpoF'w 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
\:2z!\iP` 图4.远场计算对话框
v]T?xo~@' G[{Av5g mx 5. 在远场对话框，设置以下参数：
CQ7NQ^3k Wavelength: 0.63
e Wr6@ Refractive index: 1.5+0i
6d3YLb4M$i Angle Initial: -90.0
Z=]ujlD Angle Final: 90.0
g` )0
wP Number of Steps: 721
;/)$Cm &e Distance: 100, 000*wavelength
@S6@pMo, Intensity
C*
0Z F 7R,;/3wWjG 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#oN}DP 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
qI<c47d;q 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
