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：
'L 7u` •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
N.Q}.(N0 •光栅布局
模拟和后处理分析
LU8[$.P 布局layout
A =Z$H2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
x%H,ta% 图1.二维光栅布局
YR/I<m`]} !PeSnO 用VB脚本定义一个2D光栅布局
o/ a2n<4 )sK53O$ 步骤：
wBw(T1VN 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
vpT\ CjXHZ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 F ?FfRzZ[ Wafer Dimensions：
z#`Qfvu6Hi Length (mm): 8.5
\v=@' Width (mm): 3.0
Crj7n/mp]s GNuIcy 2D wafer properties:
' e!W Zvr Wafer refractive index: Air
h$9ut@I 3 点击 Profiles 与 Materials.
=a+
} 6 {0+W VZ4u 在“Materials”中加入以下
材料：
Q;z!]hjBM Name: N=1.5
pZ*%zt]-a Refractive index (Re:): 1.5
M,kO7 g 8BZ&-j{ Name: N=3.14
:EYUBtTj Refractive index (Re:): 3.14
&M3KJ I0L \ 5j}6Wj 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
4bw4!z9G Name: ChannelPro_n=3.14
(`#z@,1 2D profile definition, Material: n=3.14
8b-mW>xsA Qa:[iF Name: ChannelPro_n=1.5
='+I dn# 5 2D profile definition, Material: n=1.5
:r
"G Z e9/Mjq\ 6．画出以下波导结构：
0!0o[3* a. Linear waveguide 1
<ty]z!B Label: linear1
W?kJ+1"( Start Horizontal offset: 0.0
Gl|n }wo$ Start vertical offset: -0.75
n q>F_h End Horizontal offset: 8.5
6yAZvX End vertical offset: -0.75
LxWd_B Channel Thickness Tapering: Use Default
@' M"c
q Width: 1.5
@VG@|BQWa Depth: 0.0
[YODyf}M>\ Profile: ChannelPro_n=1.5
.$y'>O*$G dXM8iP b. Linear waveguide 2
kQd|qZ=:w Label: linear2
0&CXR=U5 Start Horizontal offset: 0.5
:qB|~"9O Start vertical offset: 0.05
^LB] End Horizontal offset: 1.0
f2M*]{N End vertical offset: 0.05
Dyo^O=0c Channel Thickness Tapering: Use Default
N`?/kubD Width: 0.1
6L\]Ee Depth: 0.0
G B pdj}2= Profile: ChannelPro_n=3.14
@b., pwZF ),Yk53G6c 7.加入水平平面波：
yVGf[ ~X Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
nsVLgTbx Input field Transverse: Rectangular
H- u
SdT X Position: 0.5
-Edy ~;_ Direction: Negative Direction
{ m{nCl)y Label: InputPlane1
)Qe]!$tqfD 2D Transverse:
jpZq]E9`P Center Position: 4.5
wWf_d jd Half width: 5.0
=v<A&4 Titlitng Angle: 45
f# #/-NG Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
oyk&]'> 图2.波导结构（未设置周期）
vV 9vB3K5? T2azHo7 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
QZ;DZMP 将Linear2代码段修改如下:
<~w 3[i=
Dim Linear2
]e"!ZR?XJ for m=1 to 8
X2% (=B Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
srO>l ;Vf/ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
#Y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
YtWw)IK Linear2.SetAttr "Depth", "0"
-oUNK}> Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
mDbTOtD Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
OyK#Rm2A= Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
z8{-I@+` Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ZbdGI@ w3>11bE 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
U yV5A 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0 pEM0M 55$';gh,9 设置仿真参数
d-tg^Ot#
1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
S|LY U!IWZ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
1t?OD_d!8 TE simulation
whHuV*K} Mesh Delta X: 0.015
>s"/uo Mesh Delta Z: 0.015
E7@Gpu,o Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
k[a<KbS 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
?(K=du Number of Anisotropic PML layers: 15
q<z8P;oP^ 其它参数保持默认
^QJJ2 jZ 运行仿真
zYY]+)k? • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
R@tEC)Zn • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
3Os0<1@H • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Ng
W"w h w <"mS*Q 远场分析
衍射波
iZeq
l1O 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
g%[:wjV; 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
i}v.x 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
p0zC(v 0* 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)
{y6h(@I8\ 图4.远场计算对话框
=4SXntU!e s>L.V2!$0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
&V <f;PF(I Wavelength: 0.63
GQ@mQ=i Refractive index: 1.5+0i
.lP',hn Angle Initial: -90.0
H2 #o
X Angle Final: 90.0
y1PyH Number of Steps: 721
C f d* Q Distance: 100, 000*wavelength
- PSgBH[ Intensity
a*.#Zgy:lK ?H@<8Ra=3 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
j_<!y(W 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
zixG}' 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
