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：
v/8K?$"q •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
v(FO8*5DZ •光栅布局
模拟和后处理分析
8~ED mg[ 布局layout
odny{ePAf 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
G#)>D$Ck# 图1.二维光栅布局
Q Z"Lh WY?(C@>s 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@;fdf 3ian 9O?.0L 步骤：
Yj /S(4(h? 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
P00d#6hPJ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 pJVzT,poh Wafer Dimensions：
EHcqj;@m Length (mm): 8.5
p<`q^ D Width (mm): 3.0
4kT| / bp j?+FS`a! 2D wafer properties:
_z)G!_7.>\ Wafer refractive index: Air
'- 4);:(^ 3 点击 Profiles 与 Materials.
t\CVL?e` ' >`?T}a, 在“Materials”中加入以下
材料：
E xc`>Y q
Name: N=1.5
hrN r i$ Refractive index (Re:): 1.5
/+ "BU-aQk x7t<F4 Name: N=3.14
I(s\ Q[ Refractive index (Re:): 3.14
z~A||@4' I`t"Na2i 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
:'f#0 ox Name: ChannelPro_n=3.14
E3_e~yu& 2D profile definition, Material: n=3.14
u#\= g: j S')!Wcu Name: ChannelPro_n=1.5
Dvo.yn|kB 2D profile definition, Material: n=1.5
R8c 1~ ' +su>0'a 6．画出以下波导结构：
IW
Lv$bPZ/ a. Linear waveguide 1
'vhgR2/ Label: linear1
s)_7*DY Start Horizontal offset: 0.0
6QLWF @ Start vertical offset: -0.75
)T(xQ2&r4 End Horizontal offset: 8.5
S M@l4GH End vertical offset: -0.75
]N:SB Channel Thickness Tapering: Use Default
?2
u_E " Width: 1.5
?M;2H {KG: Depth: 0.0
p=coOWOQ Profile: ChannelPro_n=1.5
%njX'7^u b kceR>h% b. Linear waveguide 2
8,a&i:C Label: linear2
F6}Pwz[ c Start Horizontal offset: 0.5
3:PBVt= Start vertical offset: 0.05
I $n 0aR6 End Horizontal offset: 1.0
P c nr End vertical offset: 0.05
14]!LgH Channel Thickness Tapering: Use Default
9FP6Z[4 Width: 0.1
?#< Fxme Depth: 0.0
fS> W- Profile: ChannelPro_n=3.14
KX"?3#U#Fm @rRBo :0% 7.加入水平平面波：
>O&(G0!N+} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
R."<he ; Input field Transverse: Rectangular
y/$WjFj3" X Position: 0.5
[0lCb"
Direction: Negative Direction
M+gQN}BAr Label: InputPlane1
rG: IS= 2D Transverse:
G':mc{{ Center Position: 4.5
%+L:Gm+^g# Half width: 5.0
)p~\lM}?d Titlitng Angle: 45
x4Cr Wm Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
X{| 1E85fl 图2.波导结构（未设置周期）
k v,'9z ^ W eE%" 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。
y5kqnibh @ 将Linear2代码段修改如下:
ecA:y! N Dim Linear2
glH&v8 for m=1 to 8
|+~CdA Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
rqxoqc Z Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
V9`VF O Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
5,:>.LRA Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=W.b7 6_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
^+F@KX n L Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
u_dT J, m Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
MOP/ q4j[ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
)TP 1i N|O/3:P<,U 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。
-7fsfcGM$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
/1zi(z
c Wl 设置仿真参数
M9.jJf 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
7Y&W^]UZ0t 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
|g;hXr#~ TE simulation
` J|bGf# Mesh Delta X: 0.015
Y/2@PzA| Mesh Delta Z: 0.015
[M 65T@v Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
;2(8&. 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
b/: 9^ &z Number of Anisotropic PML layers: 15
#~ ^#%G 其它参数保持默认
VU J*\Sg 运行仿真
a}|B[b • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
SQDllG84E • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Jt\?,~, • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Z*tB= e%uPZ >'q 远场分析
衍射波
s$4!?b$tw 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ry\Nm[ SQ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
N\ChA]Ck 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%c/Jty 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)
12U1DEd>- 图4.远场计算对话框
4:.yE|@h[ T?4M Fx# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
tV%:sk^d Wavelength: 0.63
>'iXwe- Refractive index: 1.5+0i
y2;uG2IS_g Angle Initial: -90.0
Qh<_/X? Angle Final: 90.0
}d QW -U Number of Steps: 721
%JeT,{ Distance: 100, 000*wavelength
V|e9G,z~A Intensity
= +% QfuK X ,y0 J 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
xa5^h]o 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
as=Z_a:0N 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
