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：
QlJ
cj+_h •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
e> ~g!S}G •光栅布局
模拟和后处理分析
[ hA%VF.9 布局layout
NR-d|` P; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
y0cHs|8 图1.二维光栅布局
m\`dLrPX4j <uUQ-]QOIh 用VB脚本定义一个2D光栅布局
84^ '^nd k@U8K(:x 步骤：
Mg;%];2Nt 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
<l]P
<N8^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 W)3?T& ` Wafer Dimensions：
ia
1Sf3 Length (mm): 8.5
Nq1la8oQ3 Width (mm): 3.0
G %w.Z< qy tAFKq>\ 2D wafer properties:
Gm;)Om_ Wafer refractive index: Air
' _,/N!-V 3 点击 Profiles 与 Materials.
SLp &_S@4 3ny>5A!;2 在“Materials”中加入以下
材料：
>c%OnA,3 Name: N=1.5
)=l~XV Refractive index (Re:): 1.5
t-Rfy`I3 Bz<T{f Name: N=3.14
B*bt t+6 Refractive index (Re:): 3.14
"V-k_d " O*{<{3 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
`v3WJ>Q!N? Name: ChannelPro_n=3.14
ifj %!* 2D profile definition, Material: n=3.14
r!SMF ]?SJ iSu7K&X9q Name: ChannelPro_n=1.5
Qb<i,`SN 2D profile definition, Material: n=1.5
aTS\NpK&
wqB{cr }! 6．画出以下波导结构：
a0I+|fR a. Linear waveguide 1
,Oa-AF/p Label: linear1
)[RLCZ Start Horizontal offset: 0.0
n% zW6} Start vertical offset: -0.75
nVkx Q?2 End Horizontal offset: 8.5
^Pl(V@ End vertical offset: -0.75
3qJOE6[}% Channel Thickness Tapering: Use Default
ir/m. ~? Width: 1.5
K
;\~otR^ Depth: 0.0
yO*~)ALb+ Profile: ChannelPro_n=1.5
it]im FJ0Ity4u6 b. Linear waveguide 2
@_s`@ ,= Label: linear2
>B>[_8=f@ Start Horizontal offset: 0.5
<knf^D<" Start vertical offset: 0.05
]&6# {I- End Horizontal offset: 1.0
_5TSI'@.4 End vertical offset: 0.05
|,3 s]b` Channel Thickness Tapering: Use Default
M)S(:Il6Xx Width: 0.1
&
$ E[ l' Depth: 0.0
F. 5'5% Profile: ChannelPro_n=3.14
e??tp]PLn X`i' U7%I 7.加入水平平面波：
mdjPK rF< Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
B1< :nl Input field Transverse: Rectangular
0K/Pth"* X Position: 0.5
X`#,*Hk K Direction: Negative Direction
n@5Sp2p Label: InputPlane1
E;!pK9wL| 2D Transverse:
;1qE:x}'H Center Position: 4.5
.{+KKa $@G Half width: 5.0
]0v;;PfVl6 Titlitng Angle: 45
:})(@.H Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
J{>9ctN 图2.波导结构（未设置周期）
< Sds5 d \: ] 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。
"Tw4'AY'P 将Linear2代码段修改如下:
(NfP2E|B Dim Linear2
$!Z><&^/ for m=1 to 8
\H(r }D$u< Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
vHR-mQ Us Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
;: <z hO Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
- 7MR2)U Linear2.SetAttr "Depth", "0"
:"m~tU3& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
\8j 5b+ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
MJ5Ymt a Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
eC%uu Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
+c)"p4m )Ve-) rZ 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。
|-Rg]. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0IZaf%zYc Bmx+QO 设置仿真参数
h>Z NPP 8N 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
$ti*I;)h4 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
N:R6
b5
=} TE simulation
;]*V6!6RR Mesh Delta X: 0.015
5cc;8i Mesh Delta Z: 0.015
y 98 v Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
^gw htnI 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
w V egr Number of Anisotropic PML layers: 15
5zk<s`h 其它参数保持默认
mjgwU8'![ 运行仿真
5L ]TV\\ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
DI9hy/T( • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
b1+6I_u. • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Z_b^K^4 /zt9;^e 远场分析
衍射波
C]@v60I
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
V+\L@ mz; 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
+65OR' d 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
3=[#(p: 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)
JFOto,6L: 图4.远场计算对话框
,m4M39MWJ MmIV Tf4 5. 在远场对话框，设置以下参数：
b:%z<vo Wavelength: 0.63
S8=Am7D]1 Refractive index: 1.5+0i
\VY!= 9EV Angle Initial: -90.0
@ P:b\WCI Angle Final: 90.0
bx !uHL= Number of Steps: 721
]JGh[B1gh Distance: 100, 000*wavelength
3C:!\R Intensity
Th!.=S{Y5 ,E7+Z' ; 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
+f5|qbX/\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
hbZ]DRg 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
