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：
'NMO>[. •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
/\{emE\] •光栅布局
模拟和后处理分析
GT7&>}FJ) 布局layout
VOJ/I Dl 4 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~t<G gNI 图1.二维光栅布局
%M3L<2 uBK0+FLL@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
zpD?5 >0z`H|;
步骤：
oJZxRm[g$t 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
G^sx/H76J 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 C*}P L Wafer Dimensions：
Uc,MZV4 Length (mm): 8.5
k;B [wEW@ Width (mm): 3.0
;W T<] C
:An 2D wafer properties:
y/E:6 w Wafer refractive index: Air
h'HI92; [ 3 点击 Profiles 与 Materials.
hF{gN3v5 UZdGV?o ? 在“Materials”中加入以下
材料：
%AN,cE* Name: N=1.5
{+m8^-T Refractive index (Re:): 1.5
F$-f j "jC q_6fr$-Qh Name: N=3.14
;mYZ@g%e Refractive index (Re:): 3.14
H| _@9V vV xw*\`<6 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
b}DC|?~M Name: ChannelPro_n=3.14
-u(,*9]cJ* 2D profile definition, Material: n=3.14
DZ @B9<Zz{ m _;fj~m Name: ChannelPro_n=1.5
0hhxTOp
2D profile definition, Material: n=1.5
-K lR":
{sf
,(.W 6．画出以下波导结构：
-wrVEH8 a. Linear waveguide 1
5S8>y7knQ Label: linear1
Ph%{h" Start Horizontal offset: 0.0
wAw1K 2d Start vertical offset: -0.75
s1E 0atT End Horizontal offset: 8.5
Y j'9|4%+| End vertical offset: -0.75
c9G%;U) Channel Thickness Tapering: Use Default
{_-T! yb Width: 1.5
O_ qwD6s-_ Depth: 0.0
qTK(sW Profile: ChannelPro_n=1.5
/{: XYeX 2*<Zc|uNW b. Linear waveguide 2
L}CU " Label: linear2
8 R%<~fq r Start Horizontal offset: 0.5
0TaI"/ai Start vertical offset: 0.05
bf@g*~h@ End Horizontal offset: 1.0
{ Ef.w lZ End vertical offset: 0.05
uJCp Channel Thickness Tapering: Use Default
EcL6lNTR+ Width: 0.1
Lu {/"&) Depth: 0.0
!(7m/R Profile: ChannelPro_n=3.14
^8EW/$k g5y`XFY 7.加入水平平面波：
pbEWnx_ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:o' |%JE Input field Transverse: Rectangular
E a&NJ]& g X Position: 0.5
6`7tTn?n Direction: Negative Direction
.C nZMw{' Label: InputPlane1
Ovc9x\N 2D Transverse:
9DJ& J{2W Center Position: 4.5
VsJ+-IHm Half width: 5.0
xh bN=L Titlitng Angle: 45
nhd ZC@~E0 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
O- HS)g$2 图2.波导结构（未设置周期）
faDS!E' + J/jkb3 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。
qF4tjza;k 将Linear2代码段修改如下:
(_|*&au J Dim Linear2
C 2nm SXV for m=1 to 8
FJDC^@ Ne Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
pJvPEKN Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
r@}`Sw]@ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ij!d-eM/b Linear2.SetAttr "Depth", "0"
_\KFMe= PV Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
` @
YV Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{daX?N| V Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
g kO^J{_@q Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
2zqaR [C m_*wqNFA6 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。
`X5!s 图3.光栅布局通过VB脚本生成
_$96y]Bpi ,IyQmN y 设置仿真参数
3!b
$R?kZ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
U!o7Nw@ z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
x)*Lu"> TE simulation
aSvv(iV Mesh Delta X: 0.015
Nna.N U1 Mesh Delta Z: 0.015
0t? o6 e Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
*0xL( 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
q@~g.AMCB Number of Anisotropic PML layers: 15
]5jS6 @Vl* 其它参数保持默认
Q3ty K{JE 运行仿真
?).; cG:< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
q4[8\Ua • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
LAlwQ^v| • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
`=H*4I-" ~jL%l 远场分析
衍射波
`jGeS[FhR 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
EW*sTI3 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}yK 7LooM 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
a*y9@RC} 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
;.uYWP|9 图4.远场计算对话框
It [51NMal ?{q Un8f2 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8In\Jo$|q> Wavelength: 0.63
4HGT gS Refractive index: 1.5+0i
7. <jdp Angle Initial: -90.0
EL`|> /[J Angle Final: 90.0
- *'
?D@l Number of Steps: 721
6p4BsWPx Distance: 100, 000*wavelength
YSeH;<' Intensity
&^"Ru?MK D_d>A+ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
QMBT8x/+_' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Mwnr4$] 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
