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：
8IL5 :7H8 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Mu:zWLM*M •光栅布局
模拟和后处理分析
7hx^U90K 布局layout
EP;ts 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
B>'J5bZsw 图1.二维光栅布局
X&aQR[X VJ'-"8tY& 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Yur}<>`( ^F?B_' 步骤：
c"k nzB vy 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Fv,c8f 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 GD}rsBQNkJ Wafer Dimensions：
:Kyr}- Length (mm): 8.5
nTsV>lQY, Width (mm): 3.0
'HfI~wN D`Vb3aNB=L 2D wafer properties:
3ONW u Wafer refractive index: Air
m,hqq%qz 3 点击 Profiles 与 Materials.
Xo(W\Pes xzz@Wc^_ 在“Materials”中加入以下
材料：
o6 NmDv5 Name: N=1.5
SZ4y\I Refractive index (Re:): 1.5
;7E"@b,tPN WSeiW Name: N=3.14
B^/Cx Refractive index (Re:): 3.14
Q ijO%) ~FI} [6Dd 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
s$9ow<oi] Name: ChannelPro_n=3.14
-KbO[b\V 2D profile definition, Material: n=3.14
wrCV&2CG c
3| Lk7Q Name: ChannelPro_n=1.5
P*Jk 8MK#G 2D profile definition, Material: n=1.5
M{u 7Ef { ~{D(k 6．画出以下波导结构：
3- d"-'k a. Linear waveguide 1
p+Bvfn Label: linear1
p8F$vx4, Start Horizontal offset: 0.0
?JRf hJ:j Start vertical offset: -0.75
GQ.akA_( End Horizontal offset: 8.5
;$!0pxL)s End vertical offset: -0.75
uGlz|C Channel Thickness Tapering: Use Default
2"xhFxoD7 Width: 1.5
3!*` hQ; s Depth: 0.0
}EfRYE$E Profile: ChannelPro_n=1.5
m^0*k|9+G R 'mlKe x b. Linear waveguide 2
_fj@40i M Label: linear2
*"/BD=INv} Start Horizontal offset: 0.5
(|6!pQ7 Start vertical offset: 0.05
86&r;c : End Horizontal offset: 1.0
{ [H#lX 4 End vertical offset: 0.05
;''S} ; Channel Thickness Tapering: Use Default
I[ZWOi\-
; Width: 0.1
| ~D~ #Nz Depth: 0.0
blbzh';0} Profile: ChannelPro_n=3.14
/xA`VyHO 6 NFLk+kqN 7.加入水平平面波：
t nmz5Q Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
|@>Zc5MY$ Input field Transverse: Rectangular
X~; *zYd5 X Position: 0.5
<C*%N;F5R Direction: Negative Direction
H:1F=$0I9 Label: InputPlane1
: SD3 2D Transverse:
OJcI0(G Center Position: 4.5
k|_
>I Half width: 5.0
cz>`$Zz Titlitng Angle: 45
! G ~\9 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Me,AE^pgL' 图2.波导结构（未设置周期）
.|kp`-F51 U@:iN.. 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。
uUG &At 将Linear2代码段修改如下:
C%Op[ H3 Dim Linear2
n lvDMZ for m=1 to 8
c*> SZ'T\ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
A56aOI= Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
yF&?gPh& Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
8\Z/mU*4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
+7)/SQM5 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
GZFLJ u Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
f9E.X \" Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Lr( w S { Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
q/tC/V%@( V :4($ 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。
~hA;ji|I 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5adB5)` A832 z ` 设置仿真参数
Uefw 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
&_c 5C 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
G|]39/OO3{ TE simulation
J
9k~cz Mesh Delta X: 0.015
cm7>%g(oQo Mesh Delta Z: 0.015
=:'a)o Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
gI~jf- w 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Rh# TR" Number of Anisotropic PML layers: 15
n 1)m(,{ 其它参数保持默认
R_DZJV O 运行仿真
B,dKpz;kFg • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
O/Wc@Ln • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
ut^^,w{ o> • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
)%5T*}j '| |),>~ 远场分析
衍射波
Bx&wS|-) D 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
4mzWNr>f b 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
V0WFh=CM@ 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
E
:Y
*; 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)
[I` 6F6 图4.远场计算对话框
! =c&U.B gobqS+c 5. 在远场对话框，设置以下参数：
sh"\ kk9 Wavelength: 0.63
!23# Bz 7 Refractive index: 1.5+0i
FPPGf!Eq Angle Initial: -90.0
G( ~"Zt}? Angle Final: 90.0
K:eP Il{JE Number of Steps: 721
MoP 0qNk Distance: 100, 000*wavelength
pYs"Y;% Intensity
ojit Bo~ ~m56t5+uw 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
C[O \aW 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;2; Kq)j_= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
