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：
2JZd w •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Uyk,. *8" •光栅布局
模拟和后处理分析
HTk\723Rdw 布局layout
5/?P|T 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
OxQYNi2 图1.二维光栅布局
'wvMH;}u L^FcS\r; 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$:EG%jl ^=+e?F`:{ 步骤：
g1{/ 5{XI 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
jj,r <T 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 w"8V0z Wafer Dimensions：
BvK QlT Length (mm): 8.5
8sg|MWS U Width (mm): 3.0
?3q@f\fZ ' # D8*OP^ 2D wafer properties:
){ P^P!s$ Wafer refractive index: Air
BpH%STEN 3 点击 Profiles 与 Materials.
~.oj.[ } c)~h< =) 在“Materials”中加入以下
材料：
9S>g6}[E#0 Name: N=1.5
f%XJ;y\,9H Refractive index (Re:): 1.5
" ^Rv# z vO:"w} Name: N=3.14
6kR\xP]Kr Refractive index (Re:): 3.14
exZLj0kvF {^m Kvc 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
?djQZ * Name: ChannelPro_n=3.14
r N5tI.iC 2D profile definition, Material: n=3.14
ashar&' 66\jV6eH7L Name: ChannelPro_n=1.5
V%NeZ1{ e 2D profile definition, Material: n=1.5
H}Z Q?uK; |PP.<ce\- 6．画出以下波导结构：
a#[-*ou` a. Linear waveguide 1
YGk9b+` Label: linear1
cb$-6ZE/ Start Horizontal offset: 0.0
_<*Hv*Zm Start vertical offset: -0.75
P@0Y ./Ds End Horizontal offset: 8.5
LFf`K)q End vertical offset: -0.75
M%`\P\A Channel Thickness Tapering: Use Default
)D/ 6%]O Width: 1.5
nidr\oFUIn Depth: 0.0
{mTytT Profile: ChannelPro_n=1.5
X`JV R"=4 )Gk`[*q ; b. Linear waveguide 2
%j+xgX/& Label: linear2
ub K7B |p Start Horizontal offset: 0.5
fU+Pn@' Start vertical offset: 0.05
[L(h G a End Horizontal offset: 1.0
?LP9iY${ End vertical offset: 0.05
*%gF2@=r8F Channel Thickness Tapering: Use Default
FN^FvQ Width: 0.1
ynwG\V Depth: 0.0
:iUF7P1 I Profile: ChannelPro_n=3.14
X}A'Cg0y d~9!,6XM 7.加入水平平面波：
Vba.uKNjk Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
UE"GJt`I Input field Transverse: Rectangular
ae+*=, X Position: 0.5
$} o
b,i^W Direction: Negative Direction
-{jdn%Y7CK Label: InputPlane1
F]+ ~ x /! 2D Transverse:
T+IF}4e d Center Position: 4.5
R 9 4^4I Half width: 5.0
?cy4&]s Titlitng Angle: 45
`{ Tk@A_yd Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
K8I$]M 图2.波导结构（未设置周期）
mUoIJ3fv_, 3V <&| 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。
Y.6SOu5$] 将Linear2代码段修改如下:
~bK9R 0|< Dim Linear2
|>
enp> for m=1 to 8
g(4bBa9y Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
cr;`Tl~}s Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
gm"#:< ) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
f 2YLk Linear2.SetAttr "Depth", "0"
R.9V,R5 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
23]Y<->Eu< Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
SU.ythU2,c Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
EH f \L Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{y)s.b~JB #q\x$ 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。
%;xOB^H^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5Wx~ZQZ mN_Z7n;^eh 设置仿真参数
0Q5^C!K 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
<%?#AVU[ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
yV_ wDeAz TE simulation
w n|]{Ww35 Mesh Delta X: 0.015
@OpNHQat9 Mesh Delta Z: 0.015
{Qu"%h.Al Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
cC{"<fYF 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
z(y*hazK Number of Anisotropic PML layers: 15
GEUg]nw 其它参数保持默认
0 7v!Zj 运行仿真
<If35Z)~ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
k?GD/$1t • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
5 ` D-
• 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
]e?x# <S Y"g.IK`V 远场分析
衍射波
r=.A'"Kf 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
+j14 Q$ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
I0'WOV70 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
m"eteA,"k_ 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)
kS 5_&#
图4.远场计算对话框
KJn! Ap O `1! 5. 在远场对话框，设置以下参数：
,MPB/j^o5! Wavelength: 0.63
(.Y/ Refractive index: 1.5+0i
26?W
nu60 Angle Initial: -90.0
bPK Ow< Angle Final: 90.0
k; W@LfP Number of Steps: 721
nuQ ]8 - , Distance: 100, 000*wavelength
68f iG Intensity
Hy:V `> &C<yfRDu 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
jEdtJ EPa 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
#SVNH px 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
