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：
+qjW;]yxP •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
(w4#?_ •光栅布局
模拟和后处理分析
]TqcV8 Q~ 布局layout
d.2
我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Q
>)?_ O( 图1.二维光栅布局
Vs\ )w>JF V<nh+Q3<d 用VB脚本定义一个2D光栅布局
u.$.RkNMQ LBw,tP 步骤：
tW L9>7]G 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3p$ZHH.UP 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 F1gDeLmJ Wafer Dimensions：
{ZN{$Ad3 / Length (mm): 8.5
W= PDOzB>K Width (mm): 3.0
ukvz#hdE \ >1M? 2D wafer properties:
}MuXN<DDb Wafer refractive index: Air
i1 C]bUXA 3 点击 Profiles 与 Materials.
]!0 BMZmf c$@,*c
0n 在“Materials”中加入以下
材料：
z[] AH#h Name: N=1.5
<N+l"Re#] Refractive index (Re:): 1.5
I\`:(V (|h<{ -L Name: N=3.14
32Y E % Refractive index (Re:): 3.14
F_\\n#bv P @
1D 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
f}nGWV%, Name: ChannelPro_n=3.14
<f8@Qij 2D profile definition, Material: n=3.14
vWjK[5
M% T|ZT&x$z Name: ChannelPro_n=1.5
T JLz^%t 2D profile definition, Material: n=1.5
*E+) mB"~ Y13IrCA2 6．画出以下波导结构：
",Ek| z a. Linear waveguide 1
S S(jjpe&, Label: linear1
YWd:Ok0 Start Horizontal offset: 0.0
B=|yjA'Fg Start vertical offset: -0.75
u\s mQhQGE End Horizontal offset: 8.5
q2&&n6PYW End vertical offset: -0.75
z8vF QO\I" Channel Thickness Tapering: Use Default
\`|,wLgH Width: 1.5
7o0e j# Depth: 0.0
*l_1T4]S Profile: ChannelPro_n=1.5
F 2 >o"j2 e[>(L% QV+ b. Linear waveguide 2
|I85]'K9a Label: linear2
2!{ CNt.- Start Horizontal offset: 0.5
8Bo'0
Start vertical offset: 0.05
r$G;^ End Horizontal offset: 1.0
@fbvu_-]. End vertical offset: 0.05
nb(#;3DQ Channel Thickness Tapering: Use Default
zSDiJ$Xk Width: 0.1
TS-m^Y'R Depth: 0.0
pr@8PD2% Profile: ChannelPro_n=3.14
]+d.X] !i#;P9K 7.加入水平平面波：
d y|r:~j3 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
)wSsxX7: Input field Transverse: Rectangular
/HI#8 X Position: 0.5
~) sb\o
Direction: Negative Direction
3Mr)oM< Q Label: InputPlane1
;y4
"wBX 2D Transverse:
O:p~L`o>> Center Position: 4.5
H)t8 d_^|j Half width: 5.0
4Q_2GiF_
? Titlitng Angle: 45
]5rEwPB Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Z~muQ c? 图2.波导结构（未设置周期）
j pOi Eo %w' @:~0 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
aMh2[I 将Linear2代码段修改如下:
k
NK)mE Dim Linear2
kw}J ~f2 for m=1 to 8
b3y@!_'c Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
,f} s!>j Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
.CwMxuW Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
7}TjOWC Linear2.SetAttr "Depth", "0"
yZdM4` Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
1=W>zC Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
k@KX=mG< Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
8~}Ti*Urc Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O_KL#xo a8A8?: 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
b .j\=c 图3.光栅布局通过VB脚本生成
o5 . q *hFT,1WE=+ 设置仿真参数
1w1(FpQO. 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
oy/#,R_n% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Ur]5AJ TE simulation
)jCAfdnCs Mesh Delta X: 0.015
YX@[z
5* Mesh Delta Z: 0.015
YuLW]Q?v Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@Je{ ;1 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
wArNWBM Number of Anisotropic PML layers: 15
#{i\t E 其它参数保持默认
?ry`+n x 运行仿真
{@B<$g • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
el- %#0 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
IuB 0C!' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
? 0nbvV5v7 GZ*cV3Y` & 远场分析
衍射波
}$81FSKh 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
S : 9zz 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
f>l}y->-Ug 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
:2K0/@<x 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
pPeS4$Y 图4.远场计算对话框
</qXKEu`_ ks
3<zW( 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[fO \1J Wavelength: 0.63
g^4'42UX Refractive index: 1.5+0i
Hco [p + Angle Initial: -90.0
ks:Z=%o Angle Final: 90.0
#pE : !D Number of Steps: 721
ndW? ?wiM Distance: 100, 000*wavelength
&kYg
>X Intensity
<EJ}9` t ?
vk;b! 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
d, +d8X 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
K`PF|=z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
