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：
y?OK#,j •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
&a8%j+j •光栅布局
模拟和后处理分析
jEMnre3/ 布局layout
!(A< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
1 EL#T& 图1.二维光栅布局
?uh%WN6nU] ,,8'29yEq 用VB脚本定义一个2D光栅布局
o#uhPUZ ;.+C 步骤：
'+&!;Jj, 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
hm, H3pN 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0g'MF S Wafer Dimensions：
# b,! N Length (mm): 8.5
=I8^E\O(" Width (mm): 3.0
'r'+$ D7 VPvQ]}g6k 2D wafer properties:
q"0 _Px9P Wafer refractive index: Air
6DVHJ+WTV 3 点击 Profiles 与 Materials.
AB+HyZ*// Hu LvMYF 在“Materials”中加入以下
材料：
Lky T4HC8n Name: N=1.5
%6 Y\4Fe Refractive index (Re:): 1.5
QC Jf Ex<@: Name: N=3.14
Yij_'0 vZ Refractive index (Re:): 3.14
;iA$yw: ~P fk
4.在“Profile”中定义以下轮廓：
d1}cXSQ1T Name: ChannelPro_n=3.14
|-9##0H 2D profile definition, Material: n=3.14
{Q021*xt/ 7Vo[zo Name: ChannelPro_n=1.5
3[UaK`/1C 2D profile definition, Material: n=1.5
}h A)p: + 2#pP 6．画出以下波导结构：
Bo4iX,zu a. Linear waveguide 1
wBCBZs$H Label: linear1
a(_3271 Start Horizontal offset: 0.0
D\Fu4Eg Start vertical offset: -0.75
9 Xe|*bT End Horizontal offset: 8.5
ZdJQ9 y End vertical offset: -0.75
[{PmU~RMYf Channel Thickness Tapering: Use Default
Dco3`4pl Width: 1.5
04c`7[ Depth: 0.0
ZMEYF!j N Profile: ChannelPro_n=1.5
lm8<0*;, ts &sr
b. Linear waveguide 2
>P}6/L Label: linear2
^S:I38gR#q Start Horizontal offset: 0.5
?
@- t.N Start vertical offset: 0.05
ua!RwSo End Horizontal offset: 1.0
Va$JfWef End vertical offset: 0.05
Q"k #eEA Channel Thickness Tapering: Use Default
ob K6GG?ZE Width: 0.1
NchEay;` Depth: 0.0
6$G@>QCBS Profile: ChannelPro_n=3.14
$-uMWJ)l 72 \o6{BiC 7.加入水平平面波：
^. ~ F_ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r12 e26_Ab Input field Transverse: Rectangular
pnGDM)H7 X Position: 0.5
(,['6k< Direction: Negative Direction
MC_i" P6a Label: InputPlane1
LIh71Vg/cc 2D Transverse:
YR.f`-<Z Center Position: 4.5
V4. }wz_Y Half width: 5.0
"b0! h6$!H Titlitng Angle: 45
2 W Wr./q Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
^}4ysw 图2.波导结构（未设置周期）
Es&'c1$^s t +aE*Q 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
<-xu*Fc 将Linear2代码段修改如下:
d[&Ah~, Dim Linear2
O7xBMqMf for m=1 to 8
xeSv+I-b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
TnLblk X Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
M(.] ?+ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
++CL0S$e Linear2.SetAttr "Depth", "0"
yHxi^D] Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
-hKtd3WbT Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
r' J3\7N!u Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Cgn@@P5ZC Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
CW@G(R HE*P0Y f= 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。
h<FEe~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
EK}QjY[i i; 3qMBVY~ 设置仿真参数
6gD|QC~; 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
fqZ+CzH 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
&$. x1$% TE simulation
Ffr6P
}I Mesh Delta X: 0.015
aR0v qRF Mesh Delta Z: 0.015
dMoN19F Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
fZt3cE\ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
~f[91m!+ Number of Anisotropic PML layers: 15
1~9AQ[]w8 其它参数保持默认
/[Sy;wn 运行仿真
Bk8 '*O/) • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
hionR)R4 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ybVdWOqv • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
%M;{+90p>t R, ddH[3 远场分析
衍射波
( 1}"I
RX. 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
c$]N XKcA 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
ot.R Gpg% 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
b6gD*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)
eE[/#5tK 图4.远场计算对话框
z, /y2H2 dIDs~ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
eO =! ( Wavelength: 0.63
.@;,'Xw1~ Refractive index: 1.5+0i
-g)*v<Fb5 Angle Initial: -90.0
5A*'@F r'G Angle Final: 90.0
^p!bteA> Number of Steps: 721
a3oSSkT Distance: 100, 000*wavelength
/'0,cJnm Intensity
Id'@!U :NA Is ! DiB 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
od~`q4p1(- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
g@ 7j<UY 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
