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：
(!zy {;g| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Ho
*AAg •光栅布局
模拟和后处理分析
@#-q^}3 布局layout
X ' "SVO. 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
`F C( 图1.二维光栅布局
HC}YY2 J`^I./ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c7FRI 0X aT$9; 步骤：
0p\@!Z H 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
` 5C~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 _> *j H' Wafer Dimensions：
b 'pOJS Length (mm): 8.5
m
RO~aD!N Width (mm): 3.0
2]ape !( go<W( ,O 2D wafer properties:
bAm(8nT7w Wafer refractive index: Air
G@Z?&" 3 点击 Profiles 与 Materials.
yu/`h5& * +@/"%9w 在“Materials”中加入以下
材料：
[ra _ 2R Name: N=1.5
mFZ?hOyP. Refractive index (Re:): 1.5
<z!CDg4 $+I;oHWI Name: N=3.14
=Fr(9 ( Refractive index (Re:): 3.14
&sL&\+=<( Z KckAz\# 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Aj4T"^fv Name: ChannelPro_n=3.14
K]9"_UnN 2D profile definition, Material: n=3.14
n0e1k.A jE/AA!DC# Name: ChannelPro_n=1.5
pn5Q5xc 2D profile definition, Material: n=1.5
s=QAO!aw & J2M1z% 6．画出以下波导结构：
N
D2L_!g:( a. Linear waveguide 1
A?pbWt ~} Label: linear1
*9{Z$ IA9w Start Horizontal offset: 0.0
z21|Dhiw& Start vertical offset: -0.75
WV _.Tiy < End Horizontal offset: 8.5
-B $2\ZE End vertical offset: -0.75
]f({`&K5 Channel Thickness Tapering: Use Default
LMAE)]N Width: 1.5
>\Ww;1yV Depth: 0.0
ikSt"}/hd Profile: ChannelPro_n=1.5
]@Uq=?% I]EbodAyZ, b. Linear waveguide 2
gY8>6'~mS Label: linear2
A"r fZ` Start Horizontal offset: 0.5
uD @# Start vertical offset: 0.05
SF<c0bR9 End Horizontal offset: 1.0
pj ?f?.^ End vertical offset: 0.05
x}8yXE" Channel Thickness Tapering: Use Default
cs W43& Width: 0.1
u2?|Ue@[ Depth: 0.0
Y*vW!y u Profile: ChannelPro_n=3.14
Ot6aR k M fWyc _ 7.加入水平平面波：
S-|)QGxV6 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
`,(,t n_ Input field Transverse: Rectangular
!74S X Position: 0.5
5X:*/FuS@ Direction: Negative Direction
G%W8S
\ Label: InputPlane1
/VN f{p 2D Transverse:
[.uG5%fa Center Position: 4.5
|* ;B Half width: 5.0
zp%Cr.)$ Titlitng Angle: 45
<y NM%P<Oy Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
[c|]f_ZdK 图2.波导结构（未设置周期）
ikv Wh<=>H 5jgR4a*_v 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。
WL?\5?G 9l 将Linear2代码段修改如下:
Dw<bn<e- Dim Linear2
+2&@x=xy for m=1 to 8
Lja>8m Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
KQg]0y
d Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
t~#zMUfac Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
'g
m0) r Linear2.SetAttr "Depth", "0"
P n>Xbe Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
"Pu!dJ5[] Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
[8*jw 'W|[ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
hUp.tK:X7o Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
m0;CH/D0 `</ff+Q 6 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。
Pu*6"}#~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
\Ani}qQ%| K|hjEQRv 设置仿真参数
nwF2aRNV 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
:<bB?N( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
xQ^E"Q,1 TE simulation
6 '!4jh Mesh Delta X: 0.015
0dGAP
Mesh Delta Z: 0.015
HoRg^Ai?\ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
,>0* @2 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
(2^gVz=j Number of Anisotropic PML layers: 15
#/Vh|UeX 其它参数保持默认
'kL#] 运行仿真
]d Gw2y • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
I uMQ9 & • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
!y@NAa0 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
06c>$1-? j/f?"VEr 远场分析
衍射波
?&63#B,iZ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
LXC9I/j/ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
qQ?"@>PALD 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
d9;g]uj` 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)
)GM41t1i 图4.远场计算对话框
m
g4nrr\ w~"KA 6 ^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
6/r)y+H Wavelength: 0.63
w&o&jAb-M Refractive index: 1.5+0i
N D(/uyI Angle Initial: -90.0
-ZRO@&tMD Angle Final: 90.0
S||}nJ0 Number of Steps: 721
C9n?@D;S Distance: 100, 000*wavelength
$_o-~F2i5 Intensity
2\jPv`Ia p~BRh 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#><.oreXq 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
{f2S/$q 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
