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：
"x*-PFT •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
>HTbegi •光栅布局
模拟和后处理分析
Xm_$
dZ 布局layout
/-Qv? " 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
RiFw?Q+ 图1.二维光栅布局
cF+ X,]=6
fCX*R" 用VB脚本定义一个2D光栅布局
G?hK9@ |v O/OiQ^T 步骤：
`l]j#qshTm 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
9 $l> \.6 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 F0dI/+ Wafer Dimensions：
/"#4T^7& Length (mm): 8.5
`
2%6V)s Width (mm): 3.0
$3P`DJo 4j'd3WGpbN 2D wafer properties:
rVryt<2:@r Wafer refractive index: Air
TKI$h c3|L 3 点击 Profiles 与 Materials.
8{I"q [ GZ V 1bh|+o9 在“Materials”中加入以下
材料：
FG anxv@15 Name: N=1.5
d*]Ew=^L Refractive index (Re:): 1.5
F@vbSFv)/ & 0v.E"0< Name: N=3.14
@}LZ! y Refractive index (Re:): 3.14
%|"Qi]c d 1B:aC|B 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
pP/ @ Name: ChannelPro_n=3.14
&Cro2|KZhG 2D profile definition, Material: n=3.14
| {P|. >bm|%Ou" Name: ChannelPro_n=1.5
Tz-X o 2D profile definition, Material: n=1.5
{aDFK;qG. ;j} yB 6．画出以下波导结构：
VcgBLkIF a. Linear waveguide 1
:@. ; Label: linear1
'3 ,\@4 Start Horizontal offset: 0.0
UQ8bN I7 Start vertical offset: -0.75
J WHS nu! End Horizontal offset: 8.5
TMj4w,g4 End vertical offset: -0.75
f}fsoDoQ= Channel Thickness Tapering: Use Default
Je7RrCz Width: 1.5
vzR=>0# Depth: 0.0
Nw<P
bklz Profile: ChannelPro_n=1.5
gA^q^>7 f} K`Jm_}? b. Linear waveguide 2
=,/D/v$m'2 Label: linear2
I3y9:4 Start Horizontal offset: 0.5
tJD]
(F Start vertical offset: 0.05
h'5Cp(G End Horizontal offset: 1.0
: d'
5O8 End vertical offset: 0.05
5vOC CW Channel Thickness Tapering: Use Default
<[Oo*:A!7 Width: 0.1
T[uDZ Yx Depth: 0.0
*y7 $xa4 Profile: ChannelPro_n=3.14
X[hM8G !~ rt :Z 7.加入水平平面波：
_" N\b%CkO Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
>- Bg%J9 Input field Transverse: Rectangular
v,1F-- v X Position: 0.5
/9 hR Direction: Negative Direction
E_:QS y5G Label: InputPlane1
f`P9ku#j} 2D Transverse:
C7qYiSv Center Position: 4.5
YD_]!HK} Half width: 5.0
/L~m#HxWU Titlitng Angle: 45
4ke^*g
K< Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
n Wgv~{,x 图2.波导结构（未设置周期）
^%[F8\}XPJ zVaCXNcbo 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
m4/er539T 将Linear2代码段修改如下:
T@ 48 qg Dim Linear2
SI-X[x f for m=1 to 8
!1 :@8q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
\"^% 90F Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
L*
|1/ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5cTY;@@ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
^ eh /HnJs Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
K{DAOQ.z Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
w6zB Vi Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
5K.+CO< Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
;VzMU ;j r0\f; q 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
C1B'#F9EO 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Mq\~`8V %a 8&W 设置仿真参数
r6Nm!Bq7 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
s>[{}7ca 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
C{m&}g` TE simulation
la,
h Mesh Delta X: 0.015
fI:H8 Mesh Delta Z: 0.015
vr IV%l= Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
% e=!nRc 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
|*\C{b Number of Anisotropic PML layers: 15
ElR)Gd_ 8 其它参数保持默认
bkv/I{C>? 运行仿真
u{C)qb5Pu • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~@9zil41 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
->oz# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
dgc& [
/lH'hcXcX 远场分析
衍射波
v\0^mp 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
@ss):FwA 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pXW`+<g0 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
!Q)3-u 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
HeS '~Z$ 图4.远场计算对话框
rc{o?U'^- +/ N1_ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
z7=fDe
- Wavelength: 0.63
=5s$qb?# Refractive index: 1.5+0i
#7W.s!#}Dd Angle Initial: -90.0
- 9&g[ Angle Final: 90.0
p VG>A&4 Number of Steps: 721
p24.bLr Distance: 100, 000*wavelength
yT:!%\F9 Intensity
^H=o3#P~L !0jq6[& 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
/hci\-8 N~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
aN'0} < s 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
