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：
#0`"gR#+ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
d `~#uN { •光栅布局
模拟和后处理分析
{Y/| 7Cl0 布局layout
Ka_UVKwMro 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
_D,8`na>K 图1.二维光栅布局
"[[fQpe4@ @0
-B&w 用VB脚本定义一个2D光栅布局
/kw4":{] Dx <IS^>i 步骤：
'R, d?ikY 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#eUfwd6.Y 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |Y '$+[TE Wafer Dimensions：
{t=Nn c15K Length (mm): 8.5
Z $ftG7;P0 Width (mm): 3.0
=\X AD+ U~H'c
p 2D wafer properties:
21o_9 =[^ Wafer refractive index: Air
G0W d"AV+ 3 点击 Profiles 与 Materials.
>`{i[60r y5Pw*?kn 在“Materials”中加入以下
材料：
5ef&Ih.3 Name: N=1.5
=k$d8g
ez Refractive index (Re:): 1.5
m Ksj7 _O!D*=I Name: N=3.14
Q ,;x;QR4 Refractive index (Re:): 3.14
`% ENGB| zr[~wM 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Q5<vK{ Name: ChannelPro_n=3.14
D~?kvyJ 2D profile definition, Material: n=3.14
J:(Shd'4D
!8L
Ql} Name: ChannelPro_n=1.5
Qy70/on9 2D profile definition, Material: n=1.5
j}VOr >xz 6pLwwZD 6．画出以下波导结构：
Cfi2N V a. Linear waveguide 1
xc/|#TC8? Label: linear1
8uT6Q C f Start Horizontal offset: 0.0
Vks,3$ Start vertical offset: -0.75
L3GJq{ t End Horizontal offset: 8.5
3?%kawO& End vertical offset: -0.75
z9+94<J Channel Thickness Tapering: Use Default
/y!Vs`PZ! Width: 1.5
H9>&"=". Depth: 0.0
:_aY: ` Profile: ChannelPro_n=1.5
8@A[ `5 YSwD#jO0 b. Linear waveguide 2
PaDT)RrEM Label: linear2
:5*<QJuI#A Start Horizontal offset: 0.5
*C:+N> Start vertical offset: 0.05
> Qtyw.n End Horizontal offset: 1.0
E, v1F! End vertical offset: 0.05
0* AlLwO Channel Thickness Tapering: Use Default
up1aFzY|6x Width: 0.1
c:6w >: Depth: 0.0
} O>Zu[8a Profile: ChannelPro_n=3.14
@s@ Orb(xLChJ 7.加入水平平面波：
?oJ~3K g Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{+[gf:Ev Input field Transverse: Rectangular
IW1\vfe X Position: 0.5
Kje+Niz7 Direction: Negative Direction
!K 9(OX2; Label: InputPlane1
)aC+qhh 2D Transverse:
:3t])mL# Center Position: 4.5
g.]'0)DMW Half width: 5.0
sXa8(xc Titlitng Angle: 45
NN:TT\!v Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
KC(Ug4 图2.波导结构（未设置周期）
C5M-MZaS U . Od 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。
vj b?N 将Linear2代码段修改如下:
cR &xl^BJ Dim Linear2
:kVV.a# g for m=1 to 8
ks 5'Z8X Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
1A)~Y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
B1M/5cr. Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
I I8nz[s Linear2.SetAttr "Depth", "0"
(lnQ ! 4LK Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
z3 C^L Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
nKO&ffb'< Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
|gVO Iq Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
X]fw9tZ @ 7?_Yw 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。
RI (uG-Y 图3.光栅布局通过VB脚本生成
9C$!tz>>+i 6a?y $+pr 设置仿真参数
"(N HA+s/ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
j vV8`BQ{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
&~%@QC/ TE simulation
r$F]e]Ic\ Mesh Delta X: 0.015
.vv*bx
Mesh Delta Z: 0.015
UW*aSZ/? Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
%RN -J *s] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
/pU6trIM Number of Anisotropic PML layers: 15
lnDDFsA 其它参数保持默认
PNKT \y d 运行仿真
%D
r?.e • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
j0~3[dyqU • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
? iX=2- • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
!_9$[Oq~ Uot-@| l 远场分析
衍射波
AD\<}/3U 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
HD{`w1vcN 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
}$U[5wL,_ 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$@ |Y 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
sZ"U=6R 图4.远场计算对话框
sAoM=n}! mM} Ukmy 5. 在远场对话框，设置以下参数：
n@;x!c< + Wavelength: 0.63
m0Syxb Refractive index: 1.5+0i
0s|LK Angle Initial: -90.0
eeU$uR Angle Final: 90.0
pV6HQ:y1 Number of Steps: 721
dz|*n 'd Distance: 100, 000*wavelength
i)L:Vk N Intensity
/>Vx*^u8Hz HF: T]n, 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
io{H$ x( 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
2<G1'7) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
