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：
qre(3,VE5 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
84M*)cKR~ •光栅布局
模拟和后处理分析
:V:siIDn 布局layout
@!2vS@ f 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
3"iJ/Hc}9 图1.二维光栅布局
gL6.,4q+1 -3&mgd 用VB脚本定义一个2D光栅布局
T6Ks ]6m_ PW GN UNc 步骤：
3d*wZ9qz 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
xY1@Ja 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ?4MZT5 . Wafer Dimensions：
[HSN*LXe Length (mm): 8.5
%3 VToj@`> Width (mm): 3.0
/7p1 y v oq9gG)F 2D wafer properties:
.+dego: Wafer refractive index: Air
2N}h<Yd 9 3 点击 Profiles 与 Materials.
uy
oEMT#u q;H5S<]/ 在“Materials”中加入以下
材料：
Ai.^~#%X Name: N=1.5
@1iH4RE * Refractive index (Re:): 1.5
`& }C *i" rZ^VKO`~I1 Name: N=3.14
_$BH.I Refractive index (Re:): 3.14
U~YjTjbd lehuJgz'OO 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Ts
1 Name: ChannelPro_n=3.14
53)*i\9& 2D profile definition, Material: n=3.14
: tcqb2p QKtVwsz
+ Name: ChannelPro_n=1.5
\4roM1&[
2D profile definition, Material: n=1.5
e[*%tx H Xrd-/('2 6．画出以下波导结构：
X(fT[A_2C a. Linear waveguide 1
&U0Y#11Cx Label: linear1
:` 20i* Start Horizontal offset: 0.0
Ur2) ];WZ Start vertical offset: -0.75
&1,{.:@e End Horizontal offset: 8.5
V( SRw End vertical offset: -0.75
gaxxB]8 Channel Thickness Tapering: Use Default
TM^.y
Y Width: 1.5
uT 2w2A; Depth: 0.0
eC Xw8 Profile: ChannelPro_n=1.5
(G`O[JF vFg X]&bE b. Linear waveguide 2
?D S|vCae Label: linear2
|!.VpN& Start Horizontal offset: 0.5
cux<7#6af Start vertical offset: 0.05
dEG1[QG End Horizontal offset: 1.0
rWD*DmY@" End vertical offset: 0.05
V"R ,omh Channel Thickness Tapering: Use Default
YKG }4{T Width: 0.1
Onj)AJ9M0r Depth: 0.0
71!'k>]h Profile: ChannelPro_n=3.14
d2[R{eNX= '?dT<w=Y& 7.加入水平平面波：
<) ltvo( Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
rv;is=#1 Input field Transverse: Rectangular
Nr:%yvk%s X Position: 0.5
|&0zAP"\ Direction: Negative Direction
G> w+J'7 Label: InputPlane1
TwLQ;Q 2D Transverse:
tA]Y=U+Q Center Position: 4.5
g.d~`R @v Half width: 5.0
?N(opggiD Titlitng Angle: 45
W+ D{4: Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?_+ 8K`B 图2.波导结构（未设置周期）
a5@XD_ b +W[NgUrGJ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
8$C?j\J|* 将Linear2代码段修改如下:
d td}P~ Dim Linear2
N/i {j.= for m=1 to 8
4]mAV\1 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
`sPH7 ^R Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
$|pD}
Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
W@FRKDixG Linear2.SetAttr "Depth", "0"
.rs\%M|X Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ry!0~ir Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
>^ijj`{d Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
QTT2P(Pz Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
y(h"0A1lW pA?2UZ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
%Tm8sQ)1 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-/3D0`R ,R2;oF_ 设置仿真参数
+[Z cz4\9 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
]B>g~t5J 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
pCt0[R;? TE simulation
"Iwd-#;$; Mesh Delta X: 0.015
wC~LZSTt Mesh Delta Z: 0.015
m(eR Wx&pZ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Xw |6
#^ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
4NxI:d$&* Number of Anisotropic PML layers: 15
{u{8QKeC 其它参数保持默认
X;%*+xQ^ 运行仿真
_rj B. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[|{m/`8C • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
~ w,hJ ` • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
P[<EFj E D;QV `Z% I 远场分析
衍射波
_ !H8j/b 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
nHTb~t5Ke 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
| +r5D4]e 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
)W.Y{\D0 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)
TU}. /b@F 图4.远场计算对话框
6V^KOG , J Z M%f 5. 在远场对话框，设置以下参数：
'ghwc:Og|% Wavelength: 0.63
cN vh2JI Refractive index: 1.5+0i
#)
bqn|0l Angle Initial: -90.0
0|D
l/1 Angle Final: 90.0
3JcI} w Number of Steps: 721
UgAG2 Distance: 100, 000*wavelength
m. DC Intensity
L$4nbOu\~ qbu5aK}+ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
#, PB( 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$G@ ^!( 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
