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：
wo9`-o6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
*0x!C8*`Xe •光栅布局
模拟和后处理分析
2Ws'3Jz 布局layout
rm4t 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
lw _@(E]E 图1.二维光栅布局
<4P.B?-/t RmJ |g< 用VB脚本定义一个2D光栅布局
't+'rG6x ? kCo/sW 步骤：
#6mr'e1 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
i4lB ]k 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 A u"BDP Wafer Dimensions：
11RqP:zg Length (mm): 8.5
85B B{ T; Width (mm): 3.0
x\ 8gb#8 6W9lKD_i 2D wafer properties:
?f:ND1jU Wafer refractive index: Air
|y&vMx~t 3 点击 Profiles 与 Materials.
<SiJA`(7 Sobp;OZ5 在“Materials”中加入以下
材料：
3j2d&*0 Name: N=1.5
SK 5__Ix Refractive index (Re:): 1.5
r=# v@]z B K0Lc~n/ Name: N=3.14
#g~]2x Refractive index (Re:): 3.14
VVqpzDoXG Y mm*p,` 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
,.AXQ#~&` Name: ChannelPro_n=3.14
.&.L@CRH 2D profile definition, Material: n=3.14
74a k|(! :=\`P Name: ChannelPro_n=1.5
2 ]}e4@{ 2D profile definition, Material: n=1.5
ge #P(Itz e}iv vs2 6．画出以下波导结构：
4%7Oaf>9 a. Linear waveguide 1
\zzPsnFIg Label: linear1
g{JH5IZ~ Start Horizontal offset: 0.0
o(D6 Start vertical offset: -0.75
0aGAF ] End Horizontal offset: 8.5
4KY@y?H g End vertical offset: -0.75
H k?E0 . Channel Thickness Tapering: Use Default
A_+*b
[P Width: 1.5
g_ )i)V Depth: 0.0
syk,e4:oA Profile: ChannelPro_n=1.5
u zL|yxt \ wV ?QH b. Linear waveguide 2
GK&R.R] Label: linear2
lM.k *`$ Start Horizontal offset: 0.5
a> S -50 Start vertical offset: 0.05
Vk%W4P"l End Horizontal offset: 1.0
+'a G{/J End vertical offset: 0.05
5Zl7crA [ Channel Thickness Tapering: Use Default
'grb@+w( Width: 0.1
N@8tf@BT Depth: 0.0
Tx(=4ALY Profile: ChannelPro_n=3.14
X
[;n149o cq9d;~q 7.加入水平平面波：
@}{Fw;,(7n Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
5D>cbzP@ Input field Transverse: Rectangular
0$|wj^?U X Position: 0.5
i8.OM*[f Direction: Negative Direction
Y{L|ja%9? Label: InputPlane1
=6B I[_0 2D Transverse:
<<6gsKP Center Position: 4.5
e)oi3d.wJf Half width: 5.0
2>im'x 5 Titlitng Angle: 45
ihIRB9 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Tx/ KL%X 图2.波导结构（未设置周期）
m^4O jik 9 'IDbe{ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
jyC>~}? 将Linear2代码段修改如下:
W |+&K0M Dim Linear2
Q#Xa]A - for m=1 to 8
uU1q?|4 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
kLbo |p"cT Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
<"`P;,S Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
N~B'gJJDx Linear2.SetAttr "Depth", "0"
v [> 8<z8 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
;
. hTfxE0 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
#M92=IH Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[bd?$ q i Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O9Yk5b; }:+P{ 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。
#b{;)C fL 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0vM,2:kf* bc\?y2
3 设置仿真参数
^7C,GaDsn 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
v9Ez0 :) 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Yq:TW eZ D TE simulation
1JN/ oq; Mesh Delta X: 0.015
Cv qUaHW@ Mesh Delta Z: 0.015
7s1LK/R|u Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
e{d$OzT) V 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
iPrAB* Number of Anisotropic PML layers: 15
{1W,-% 其它参数保持默认
|R (rb-v 运行仿真
*1_A$14 l • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7,3v,N| • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
R= *vPS • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
t8-LPq 9|//_4] 远场分析
衍射波
D]d2opBLj 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
; J8 25CE 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
/f
-\
3 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
U6oab9C?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)
6Q9S~YYq 图4.远场计算对话框
j(\jYH> i- r y5x 5. 在远场对话框，设置以下参数：
G K:pt8= Wavelength: 0.63
kam \dn04 Refractive index: 1.5+0i
oOK&+r7 Angle Initial: -90.0
_1P8rc"Dx Angle Final: 90.0
PWs=0.Wj Number of Steps: 721
u/L\e.4 Distance: 100, 000*wavelength
GZ/vUe Intensity
h:'wtn@l( ca8.8uHY\ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
TzK[:o 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
4gK_' b6" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
