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：
h@l5MH=|% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
M" %w9 )@ •光栅布局
模拟和后处理分析
s&z+j%;+o 布局layout
NfKi,^O 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
_v<EFal 图1.二维光栅布局
oT.g@kf=H 2{g~6 U. 用VB脚本定义一个2D光栅布局
4mUQVzV k.?b2]@$ 步骤：
)9J&M 6LX 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
+.5 /4? 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 :jgwp~l Wafer Dimensions：
8D)2/$NsY} Length (mm): 8.5
Id|38 Width (mm): 3.0
;L++H5Kz6 ^#p S u 2D wafer properties:
]Z2;sA Wafer refractive index: Air
h9RG?r1 3 点击 Profiles 与 Materials.
jb GP`b1_ o|(-0mWBQA 在“Materials”中加入以下
材料：
ma vc$!y Name: N=1.5
,J~kwJ$L Refractive index (Re:): 1.5
O$LvHv! UV A |(: Name: N=3.14
Who d_Uk Refractive index (Re:): 3.14
/c8F]fkZ= 0k0 y'1SL 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
R"VmN2 Name: ChannelPro_n=3.14
u.gnv dU 2D profile definition, Material: n=3.14
-BgzAxa ) j_g*< Name: ChannelPro_n=1.5
Z@=#ry 2D profile definition, Material: n=1.5
^LX 1&yT@ D*I%=);B_ 6．画出以下波导结构：
X~G!{TT_x6 a. Linear waveguide 1
A#\NVN8sk Label: linear1
0sLR5A Start Horizontal offset: 0.0
MkF:1-=L Start vertical offset: -0.75
$ohIdpZLH2 End Horizontal offset: 8.5
7ae8nZ3& End vertical offset: -0.75
rB~x] 5TH Channel Thickness Tapering: Use Default
D}r,t_]Eb Width: 1.5
JF IUD{>fp Depth: 0.0
A bC / Profile: ChannelPro_n=1.5
^?VYE26 {Ug?k<h7| b. Linear waveguide 2
F cB ]wz Label: linear2
pc
J5UJY Start Horizontal offset: 0.5
m$Lq#R={Z Start vertical offset: 0.05
KW ]/ u End Horizontal offset: 1.0
HY4X;^hF End vertical offset: 0.05
OEnJ".&V Channel Thickness Tapering: Use Default
.;8T* Width: 0.1
b7^VWX% Depth: 0.0
|<t"O Profile: ChannelPro_n=3.14
2j+v\pjYC ~q 0 )+' 7.加入水平平面波：
mx y > Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
iP6$;Y{ZA Input field Transverse: Rectangular
/pt%*;H X Position: 0.5
* tC]Z&5 Direction: Negative Direction
W9D]s~bO; Label: InputPlane1
6hv4D`d ;o 2D Transverse:
uW3`gwwlU Center Position: 4.5
4W
&HUQ?^ Half width: 5.0
D G}} S 5 Titlitng Angle: 45
-{dsl|Dl Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
(iXo\y` z 图2.波导结构（未设置周期）
(p08jR
'5 &`[y] E' 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。
i Tg?JoE2 将Linear2代码段修改如下:
FIG3P)) Dim Linear2
? >SC:{( for m=1 to 8
\$n?J(N Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
=\GuIH2 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
NHG+l)y: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
uDJi2,|n Linear2.SetAttr "Depth", "0"
tt2`N3Eu\ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9tvLj5~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
ua# sW Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
&^KmfT5C Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O:cta/M n8n(< 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。
~( 54-9& 图3.光栅布局通过VB脚本生成
P #m/b< &(UVS0=Dp, 设置仿真参数
AQ:cim ` 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
~GZ!;An 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
6Y<'Lyg/ TE simulation
0vbiq Mesh Delta X: 0.015
q] eSDRW Mesh Delta Z: 0.015
R LBjl%Q> Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
=LEKFXqM 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
m&(yx| a4+ Number of Anisotropic PML layers: 15
*&]x-p1m 其它参数保持默认
SV*h9LL 运行仿真
k$1ya7-@ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
(ds-p[`[m • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
g"gh2#!D • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
N%
/if %upnXRzw 远场分析
衍射波
0O+[z9 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
p_T>"v 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
22lC^)`TE 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
mVFz[xI 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)
$ K1 /^ 图4.远场计算对话框
2 gLa4B- R
r7 r5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
oxT..=- Wavelength: 0.63
72@lDY4cE Refractive index: 1.5+0i
+rse,b&U( Angle Initial: -90.0
V 9 qZ a Angle Final: 90.0
dX R 70/ Number of Steps: 721
qd\5S*Z1 Distance: 100, 000*wavelength
/Qi;'h] Intensity
aN9#ATE l`D^)~o8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~^jdiy 5 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
DrE
+{Spm 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
