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：
tjdPi a •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Hq@+m! •光栅布局
模拟和后处理分析
MqmQ52HR 布局layout
MJn-] E 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
}nx)|J*p 图1.二维光栅布局
pP<8zTLn %L|fTndKH 用VB脚本定义一个2D光栅布局
T^bA O-d# =bKDD <( 步骤：
'K[ml ?_ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
1HJ:
?] 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 q? ,PFvs" Wafer Dimensions：
ttP7-y Length (mm): 8.5
/Vlc8G Width (mm): 3.0
1ni+)p >] X2w)J?pv 2D wafer properties:
[-~pDkf: Wafer refractive index: Air
1v@#b@NXM7 3 点击 Profiles 与 Materials.
xJq|,":gj l1KMEGmG 在“Materials”中加入以下
材料：
Xfiwblg Name: N=1.5
l{ By]S Refractive index (Re:): 1.5
js$R^P E0HqX d? Name: N=3.14
["Zvwes#7 Refractive index (Re:): 3.14
J,W<ha* ^:9a1 {L[ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Z0gtliJ@ Name: ChannelPro_n=3.14
U%3N=M 2D profile definition, Material: n=3.14
m^ X51,+< *&U~Io"U Name: ChannelPro_n=1.5
aNbS0R>l 2D profile definition, Material: n=1.5
tBo\R?YRs y6(PG:L 6．画出以下波导结构：
h5 ?^MRZS a. Linear waveguide 1
a~}q]o?j Label: linear1
$5nMD= Start Horizontal offset: 0.0
?kjQ_K Start vertical offset: -0.75
jIh1)*]054 End Horizontal offset: 8.5
r$jWjb End vertical offset: -0.75
1U\ap{z@ Channel Thickness Tapering: Use Default
{16a P Width: 1.5
>$Y/B =e Depth: 0.0
ZL|aB886 Profile: ChannelPro_n=1.5
B do{zv&A eOR Xyh\K b. Linear waveguide 2
Pnytox Label: linear2
IjI'Hx Start Horizontal offset: 0.5
0U42QEG2 Start vertical offset: 0.05
q,v<:sS9T End Horizontal offset: 1.0
wt($trJ End vertical offset: 0.05
\gA!)q.; Channel Thickness Tapering: Use Default
Gp%po@A& Width: 0.1
wAh]C;+ { Depth: 0.0
}[+uHR6L Profile: ChannelPro_n=3.14
;lObqs*?> O 9ex=m `L 7.加入水平平面波：
qS?o22 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:EX>Y<`] Input field Transverse: Rectangular
&V4Zm n?UU X Position: 0.5
^*.[b Direction: Negative Direction
NcA
`E_3 Label: InputPlane1
C% -Tw]T$_ 2D Transverse:
@3`5(xwzm Center Position: 4.5
zlMh^+rMX Half width: 5.0
ybaY+![* Titlitng Angle: 45
O|Uz)Y94 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
t]K20(FSN 图2.波导结构（未设置周期）
T z L|{9 :7e*- ' 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。
$;v! ,> 将Linear2代码段修改如下:
gL<n?FG4b Dim Linear2
ETZf for m=1 to 8
ly[yn{ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Yp\n= #$[ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
EP:`l Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
O_QDjxj^rZ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
\'|n.1Fr Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
|E+.y&0; Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Q,?_;,I} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
6_mi9_w Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
&'6/H/J ?Q:SVxzUd 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。
}s,NM%oI 图3.光栅布局通过VB脚本生成
u\ LNJo| B
f ' A$':Y 设置仿真参数
oh5 'Isb$ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
99y WUC, 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
2 "&GH1 TE simulation
Yxq!7J Mesh Delta X: 0.015
s;A7:_z#7 Mesh Delta Z: 0.015
?/| Xie Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
M ?l v 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
bPVk5G*ruP Number of Anisotropic PML layers: 15
~'M<S=W 其它参数保持默认
4cQP+ n 运行仿真
Jrcb Jt • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
(xgw';g • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$R DlM • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
suE K;Bk9 >zJHvb)b\ 远场分析
衍射波
/&Q{B f 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
] SJ#:7 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
N7?]eD 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
HV%/baX] 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
y:)^*2GA-B 图4.远场计算对话框
B:h<iU:'D X]y:uD{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
]bds~OY5 U Wavelength: 0.63
88HqP!m%P: Refractive index: 1.5+0i
q>_<\|?%x Angle Initial: -90.0
)tG. 9"< Angle Final: 90.0
'0 Cp Number of Steps: 721
O2fq9%lk Distance: 100, 000*wavelength
{ Zgd Intensity
q|*^{(tWs !.P||$x`& 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
((ebSu2-?$ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
5L3+KkX@ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
