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：
d=8.cQL:E •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
njZ vi}m~ •光栅布局
模拟和后处理分析
Z!^>!' Z 布局layout
-sZ'<(3 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
YcclO 图1.二维光栅布局
i=]R1yP izGU&VeB 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_G @Z n[v p8@8b " 步骤：
}7b{ZbDI 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3!/J!X3L 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 oYA"8ei = Wafer Dimensions：
89GW! Length (mm): 8.5
&!O?h/&X3 Width (mm): 3.0
8!3 q:8y8 pU<J?cU8N 2D wafer properties:
wbcip8<t Wafer refractive index: Air
rt Q{ 3 点击 Profiles 与 Materials.
pX*E(Q)@! Q&w_kz. 在“Materials”中加入以下
材料：
\}u/0UF97 Name: N=1.5
f(eXny@Y Refractive index (Re:): 1.5
+Yq?:uBV +J;b3UE# Name: N=3.14
3`vKEThY) Refractive index (Re:): 3.14
rr\9HA %mU$]^Tw( 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
2-N7%] h Name: ChannelPro_n=3.14
ska n1wQ 2D profile definition, Material: n=3.14
DNgh #!\X $IX(a4' Name: ChannelPro_n=1.5
5lP 8#O?= 2D profile definition, Material: n=1.5
}~PG]A J a4M@z 6．画出以下波导结构：
D_$N2>I- a. Linear waveguide 1
?u:mscb Label: linear1
~MC 5rOA Start Horizontal offset: 0.0
}vOg9/[{ Start vertical offset: -0.75
50Gu~No6 End Horizontal offset: 8.5
oQV3 End vertical offset: -0.75
Xf#;`*5 Channel Thickness Tapering: Use Default
0-{E% k Width: 1.5
zDtC]y' Depth: 0.0
_z%~ m2SP Profile: ChannelPro_n=1.5
4guR8 elM N }NKQ]= b. Linear waveguide 2
MaD| X_g Label: linear2
m-tn|m!J Start Horizontal offset: 0.5
oq,nfU A Start vertical offset: 0.05
60n P'xfR End Horizontal offset: 1.0
B6TE9IoSb8 End vertical offset: 0.05
y4|<+9<7 Channel Thickness Tapering: Use Default
) :Z #!O< Width: 0.1
v?6*n >R Depth: 0.0
M=ag\1S&ZF Profile: ChannelPro_n=3.14
YU+P+m2X "s] 7.加入水平平面波：
4I2:"CK06 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
$8 &Y(` Input field Transverse: Rectangular
P*K"0[\n X Position: 0.5
<A| z Direction: Negative Direction
[*(1~PrlO, Label: InputPlane1
mS;WNlm\ 2D Transverse:
^q/$a2<4 Center Position: 4.5
ntPj9#lf Half width: 5.0
+e*C`uP! Titlitng Angle: 45
p< 0=. ~ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
(;05=DsO 图2.波导结构（未设置周期）
SB('Nqi h na9YlJ\ 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。
09P2<oFLn 将Linear2代码段修改如下:
fH_l2b[-3@ Dim Linear2
v 5pkP for m=1 to 8
GhcH"D%- Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
<o3I<ci6 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
R<Mp$K^b Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
p$x>I3C(\ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
xh ho{ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9ei'oZ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
g$"x,:2x{ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
"+qZv( Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{jR3D!hK eY ? OUS 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
U,T #{ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
%`$:/3P$U kCz2uG)l 设置仿真参数
JzCkV F$ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
vRW; {,d 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
{g1R?W\LZ TE simulation
nm% qm Mesh Delta X: 0.015
lf
KV% Mesh Delta Z: 0.015
33eOM(`D[ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
lFcHE c 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
@gf <%> Number of Anisotropic PML layers: 15
/u9 0)x 其它参数保持默认
!blG c$kC 运行仿真
S5F5Tr;TN • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
@cxM#N8e • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
* KiY+_8> • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
<jYyA]Zy5 :2NV;7Wke6 远场分析
衍射波
%"
mki> 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
+ `'wY? 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
| a
i#rU 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
d!Y%7LmSE@ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
3d1xL+ 图4.远场计算对话框
jVGAgR=[ G %RF$Y=c'C 5. 在远场对话框，设置以下参数：
;QCGl$8A Wavelength: 0.63
Lp }V 94xT Refractive index: 1.5+0i
Mg8ciV}\xY Angle Initial: -90.0
Er$&}9G+- Angle Final: 90.0
+"WNG Number of Steps: 721
"W4|}plnu Distance: 100, 000*wavelength
S{]3e-? Intensity
L r\(7r pBBKfv 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
n 4XkhY| 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
'
Gx\ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
