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：
lHXH03 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
v~3q4P •光栅布局
模拟和后处理分析
hSH-Ck@ Qy 布局layout
Hua8/:![+ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
3
Gkw. 图1.二维光栅布局
Ek0.r)Nw z_TK
(;j 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Rz]bCiD3
B )M~5F,) 步骤：
F\;1:y~1 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
d8 po`J#nb 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ly@CX((W Wafer Dimensions：
_De;SB % V Length (mm): 8.5
G
y2XjO8b Width (mm): 3.0
f Bmx +7 kE}?"<l 2D wafer properties:
^
z;pP Wafer refractive index: Air
C&gJP7 UF 3 点击 Profiles 与 Materials.
S"l&=J2dc l ki(_ @3 在“Materials”中加入以下
材料：
zZ6 3
P Name: N=1.5
|HLh?AcX Refractive index (Re:): 1.5
f?QD# #~; \b->AXe8 Name: N=3.14
*h1@eJHMz Refractive index (Re:): 3.14
o^D{WH\p 2+Hi aYDZ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
QB3AL; 7 Name: ChannelPro_n=3.14
"P~>AXcq 2D profile definition, Material: n=3.14
tp"\ &* iiQ3 Name: ChannelPro_n=1.5
Rk<:m+V = 2D profile definition, Material: n=1.5
A|^?.uIM +7w>ujeeJA 6．画出以下波导结构：
]@EjKgs a. Linear waveguide 1
53A=O gk8S Label: linear1
\c)XN< HH Start Horizontal offset: 0.0
|d$aIS O` Start vertical offset: -0.75
vs +N{ V End Horizontal offset: 8.5
0#G"{M End vertical offset: -0.75
Z:}^fZP Channel Thickness Tapering: Use Default
K^+B" Width: 1.5
_B2t|uQ Depth: 0.0
f!<mI8H Profile: ChannelPro_n=1.5
ts
]
+W!: QnqX/vnR b. Linear waveguide 2
9I9)5`d|Jn Label: linear2
Ua4} dW[w Start Horizontal offset: 0.5
r?$\`,; Start vertical offset: 0.05
|kn}iA@72p End Horizontal offset: 1.0
Uvp?HZ\Z End vertical offset: 0.05
]TQjk{X< Channel Thickness Tapering: Use Default
Cfi5r|S Width: 0.1
^U1;5+2G+~ Depth: 0.0
m~v
Ie c Profile: ChannelPro_n=3.14
*UTk. :G5 *m 7e>]- 7.加入水平平面波：
*\ > & Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
],LOkAX Input field Transverse: Rectangular
@U}UC G7+ X Position: 0.5
W\Gg!XsLk Direction: Negative Direction
FUQT ,7CA Label: InputPlane1
C]k\GlhB 2D Transverse:
uzS57 O% Center Position: 4.5
9wYbY* j Half width: 5.0
c;WS !. Titlitng Angle: 45
Q{%ow:;s* Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
t 6tqv 图2.波导结构（未设置周期）
m+L:\mvA ) }EwEM 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。
,Vogo5~X 将Linear2代码段修改如下:
"/q6E Dim Linear2
\"Np '$4eu for m=1 to 8
OSBE5 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
?VJ Fp^Ra Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Tb}b* d 3 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
V{8mx70 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
v K$W)(Z Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
d"V^^I)yx& Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u`ZnxD> Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
WA<~M) rb Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%T&kK2d; H;v*/~zl 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。
% $J^dF_0 图3.光栅布局通过VB脚本生成
g ,.iM8 jWm<!< ~ 设置仿真参数
x[_+U 4-/ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
MQI6e". 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
J[^-k!9M TE simulation
CkOd> Kn Mesh Delta X: 0.015
\X(.%5xC Mesh Delta Z: 0.015
m$U2|5un& Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
p}h)WjC 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
RSp=If+4 Number of Anisotropic PML layers: 15
GhX>YzD7 其它参数保持默认
gG#M-2 P 运行仿真
DCH U=r • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
\=w|Zeu{l • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
w* aKb • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Y M5;m PR NpSS/rd $ 远场分析
衍射波
]":PO4M$* 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
lL nD%*03 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
rUl Xx5f 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
H=*;3 gM,' 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)
` CRW2^g 图4.远场计算对话框
%/4ChKf!VR i7iL[+f]Q 5. 在远场对话框，设置以下参数：
@xmL?wz Wavelength: 0.63
}e1f kjWk Refractive index: 1.5+0i
zh7NXTzyf Angle Initial: -90.0
B
lD Angle Final: 90.0
`Os@/S Number of Steps: 721
oh|Q&R Distance: 100, 000*wavelength
%?K'eg kp Intensity
<"6 } C)G c!b4Y4eJ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
iOw'NxmY 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
]5wc8Kh" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
