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：
8X?>=tl •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
8X&Ya = •光栅布局
模拟和后处理分析
9x`4 RE 布局layout
eUO9 a~< 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
kVDe6},D7 图1.二维光栅布局
IJU0[EA]F y:}sD_m0W 用VB脚本定义一个2D光栅布局
~=y3Gd
B3 EqM;LgE= 步骤：
#< CIFVH 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
=fyyqb 4 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 dX
)W0 Wafer Dimensions：
.+K
S ` Length (mm): 8.5
ZYtiMBJ Width (mm): 3.0
>E"9*:.^a 0&fl#]oCE 2D wafer properties:
%3Bpn=k> Wafer refractive index: Air
k<4P6? 3 点击 Profiles 与 Materials.
KhM.Tc J^3H7 ]
在“Materials”中加入以下
材料：
CHaE;olo Name: N=1.5
. \5$MIF Refractive index (Re:): 1.5
{)K](S
~ 5^)_B;.f Name: N=3.14
%(LvE}[RJ Refractive index (Re:): 3.14
M1u{A^d.Z <`g3(? 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
i</J @0}y Name: ChannelPro_n=3.14
@Z\ ~ 2D profile definition, Material: n=3.14
mrZ`Lm#>pS & $ p[ Name: ChannelPro_n=1.5
IjZ@U%g@; 2D profile definition, Material: n=1.5
z \?UGxu} 3x5!a5$Y 6．画出以下波导结构：
x RX>|S a. Linear waveguide 1
#s+X+fe Label: linear1
E`@43Nz Start Horizontal offset: 0.0
V,LVB_6 Start vertical offset: -0.75
.2 X2b<%) End Horizontal offset: 8.5
VO`"< End vertical offset: -0.75
d5U; $q{o Channel Thickness Tapering: Use Default
g#W_S? Width: 1.5
*_)E6Y?9 Depth: 0.0
y(8d?]4:_ Profile: ChannelPro_n=1.5
Zg $Tf +{rJ[J/g b. Linear waveguide 2
Fh`-(,e?5 Label: linear2
~b8a^6:R" Start Horizontal offset: 0.5
5N1 K~". Start vertical offset: 0.05
ndOfbu;mf End Horizontal offset: 1.0
koH4~m{ End vertical offset: 0.05
4 iH&:Al Channel Thickness Tapering: Use Default
En5!"w|j Width: 0.1
%ejeyc Depth: 0.0
H~m]nV,r Profile: ChannelPro_n=3.14
.f J*c oCJbkt= 7.加入水平平面波：
}aZr ou3E Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:dDxxrs" Input field Transverse: Rectangular
- 2lRia X Position: 0.5
Vj!WaN_ Direction: Negative Direction
%CT!$Y'n Label: InputPlane1
]p$zvMf} 2D Transverse:
$Sb@zLi) Center Position: 4.5
J~d TVBx Half width: 5.0
T}2:.Hk:N Titlitng Angle: 45
$- w5o`e Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
'rx?hL3VW 图2.波导结构（未设置周期）
d;g-3Pf T~:_}J 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
I*c;hfu 将Linear2代码段修改如下:
Mdky^;qq3; Dim Linear2
Ej|A
; &E for m=1 to 8
b"P&+ c Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'bm:u Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
0UD"^zgY Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
]BfR.,, Linear2.SetAttr "Depth", "0"
qvTKfIl{ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
)l{A{f6O Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
F '#^`G9 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
,cS0 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Ps 7_-cH *+~D+_, 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
V IYV92[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
ni0LQuBp sU*3\ 设置仿真参数
MHNe>C-!q 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
pe#*I/)b 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Z~R dFC TE simulation
D1!
{S7 Mesh Delta X: 0.015
1g81S_T
. Mesh Delta Z: 0.015
FpC~1Nau Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
.$^wy3:F" 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
<O
bH f`Q Number of Anisotropic PML layers: 15
%/md"S 其它参数保持默认
.m!s". ?[ 运行仿真
V7n >,k5 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
(NM6micc • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
R
^^ 1/% • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Vs|sw 4)E|&)-fu8 远场分析
衍射波
cUNGo%Y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
' XEK&Yi1 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
/evaTQPz 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
`%%?zgY 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)
v0u\xX[H; 图4.远场计算对话框
{N Y]L==H ny~W]1 5. 在远场对话框，设置以下参数：
X -v~o/r7 Wavelength: 0.63
|zb`&tv} Refractive index: 1.5+0i
Kf&r21h Angle Initial: -90.0
}`4K)(>4nG Angle Final: 90.0
jvWI_Fto Number of Steps: 721
:; <\5Oy
^ Distance: 100, 000*wavelength
H}(=?}+ Intensity
pB[%:w/@l: 7_1W:-A7W 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
4%%B0[Wo_O 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
G tG&yeB 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
