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：
HeO:=OE~> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
0 0.x *v •光栅布局
模拟和后处理分析
fO$){(] ^ 布局layout
: {#O 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
QXZyiJX} 图1.二维光栅布局
p_h/hTi 4SZ,X^]I> 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Bl*}*S PU X3\PVsH$K 步骤：
"~5cz0
H3v 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
F)(^c 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 H;
NV?CD Wafer Dimensions：
R7/S SuG6\ Length (mm): 8.5
vY-CXWC 7 Width (mm): 3.0
`^V d * n&njSj/ 2D wafer properties:
)Cl>% 9 Wafer refractive index: Air
O|V0WiY< 3 点击 Profiles 与 Materials.
_Xt/U>N `UTPX'Vz 在“Materials”中加入以下
材料：
mUa#sTm Name: N=1.5
&h0LWPl Refractive index (Re:): 1.5
b)< W C$" 4AS%^&ah Name: N=3.14
l! f_ +lv Refractive index (Re:): 3.14
+Yc^w5 !( /[< F
f 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
v-tI `Qpb Name: ChannelPro_n=3.14
SO=gG 2E 2D profile definition, Material: n=3.14
`9co7[Z T82 `-bZ Name: ChannelPro_n=1.5
V
9Qt;]mQ 2D profile definition, Material: n=1.5
t,?, T~#9 LUbj^iQ9 6．画出以下波导结构：
`q c"JB a. Linear waveguide 1
u]Ku96! Label: linear1
uQIPnd(V Start Horizontal offset: 0.0
>$JE!.p%o Start vertical offset: -0.75
) 2Ei< End Horizontal offset: 8.5
hSm?Z!+ End vertical offset: -0.75
+@Qr GY Channel Thickness Tapering: Use Default
C2}y#A I Width: 1.5
2iG+Ek-?" Depth: 0.0
J'}+0mln Profile: ChannelPro_n=1.5
[)Nt;|U _y~6b{T b. Linear waveguide 2
s<zN`&t Label: linear2
f~ NS{gL* Start Horizontal offset: 0.5
x/DV> Nfn Start vertical offset: 0.05
LDr?'M!D End Horizontal offset: 1.0
N4vcd=uG# End vertical offset: 0.05
k|/VNV( =0 Channel Thickness Tapering: Use Default
ij$NTY=u Width: 0.1
@Chl>s Depth: 0.0
,)1C"' Profile: ChannelPro_n=3.14
Ddr.6`V J KnkmGy 7.加入水平平面波：
, `bW (V Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
f'oTN!5WF Input field Transverse: Rectangular
MJ JC6: X Position: 0.5
~6f/jCluR% Direction: Negative Direction
_d]{[&
p4t Label: InputPlane1
-TF}, V~ 2D Transverse:
ESCN/ocV Center Position: 4.5
gy}3ZA*F Half width: 5.0
R! M' Titlitng Angle: 45
9<u&27. Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
y||
n9 图2.波导结构（未设置周期）
d_25]B( v 6
U !(x 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。
Gd
4S7J E 将Linear2代码段修改如下:
cg8/v:B Dim Linear2
$mPR)T for m=1 to 8
l$gJ^Wf2gY Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
l ms^|? Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
*:CTIV5N0 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
}k VC ]+ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
nX!%9x$3 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Xex7Lr & Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
6]1RxrAV Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
~ EBaVl ({ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
+y wz@ 0nx b$'%)\( 'g 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。
aH"d~Y^ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
@ym:@<D
v c: kY 设置仿真参数
8XH;<z<oJ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
2E-Kz?,:[ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
f! +d*9 TE simulation
& `m.]RV Mesh Delta X: 0.015
(]q
([e Mesh Delta Z: 0.015
dEDhdF #f Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
$*{,Z<|2 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
%Ik5|\ob? Number of Anisotropic PML layers: 15
791v>h 其它参数保持默认
)j8'6tk )Z 运行仿真
%1{S{FB • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
lz`\Q6rZ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Aa9l-:R • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
l iY/BkpH W>' DQB 远场分析
衍射波
Z g_b(ks 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
oT}$N_gFT 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
F[c oa5 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
gX!K%qJBg 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)
7oE:] 图4.远场计算对话框
CRo @+p10 mCnl@ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8;qOsV)UDT Wavelength: 0.63
2_L u 0Yrg Refractive index: 1.5+0i
:30daK o Angle Initial: -90.0
!IJ
YaQ6z Angle Final: 90.0
b|87=1^m[ Number of Steps: 721
D Z~ 036 Distance: 100, 000*wavelength
s3Bo'hGxG Intensity
eF;Jj>\R+i F~v0CBcAL 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
PdKcDKJ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
=&g:dX|q8 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
