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}{7UMy# •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
X8 x:/]/0 •光栅布局
模拟和后处理分析
Gf<%bQ E 布局layout
;edt["Eu 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
"q7pkxEuJ 图1.二维光栅布局
[g@ .dr3t t|v_[Za }Z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
?1]h5Uh[b tWI %P&b 步骤：
n=%D}W 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
d$PQb9 Q+f 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 im@c|| Wafer Dimensions：
>]/aG! Length (mm): 8.5
t}2M8ue(& Width (mm): 3.0
,H5o/qNU`{ ngl8) B 2D wafer properties:
T%@qlEmf Wafer refractive index: Air
nT%<!/}! 3 点击 Profiles 与 Materials.
wiM-TFT~ N3|aNQ=X0 在“Materials”中加入以下
材料：
BF(Kaf;<t. Name: N=1.5
ZWy,NN1 Refractive index (Re:): 1.5
4@"n7/< s AlOX` t Name: N=3.14
vf
h*`G$ Refractive index (Re:): 3.14
Z]k+dJ[- 86ml.VOR 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
cE3V0voSw1 Name: ChannelPro_n=3.14
2VgVn,c 2D profile definition, Material: n=3.14
E )%r}4u> skBzwVW I Name: ChannelPro_n=1.5
c\N-B,m& 2D profile definition, Material: n=1.5
OIrr'uNH 2D"\Ox 6．画出以下波导结构：
q Q c-;|8 a. Linear waveguide 1
XO"BEj<x Label: linear1
Qh,Dcg2ZM" Start Horizontal offset: 0.0
fXB64MNo Start vertical offset: -0.75
@EGUQ|WL^ End Horizontal offset: 8.5
k4BiH5\hA End vertical offset: -0.75
\++#adN:K Channel Thickness Tapering: Use Default
T`r\y l} Width: 1.5
#brV{dHV, Depth: 0.0
]tO9< Profile: ChannelPro_n=1.5
a+p_47 xa ?KXgG' !! b. Linear waveguide 2
4e9'yi Label: linear2
m; m4/z3U Start Horizontal offset: 0.5
Y )9] I6n7 Start vertical offset: 0.05
`yWWX .` End Horizontal offset: 1.0
H_+ !. End vertical offset: 0.05
Czt>?8x` Channel Thickness Tapering: Use Default
h&6t.2<e Width: 0.1
=]hPX Depth: 0.0
]x`I@vSf7R Profile: ChannelPro_n=3.14
zoO9N oUHW h2fTG 7.加入水平平面波：
uY*|bD`6& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Vv5#{+eT; Input field Transverse: Rectangular
o0 Pc^ X Position: 0.5
4
n\dh<uY Direction: Negative Direction
4XsKOv Label: InputPlane1
ZHW|P 2D Transverse:
AHtLkfr(r Center Position: 4.5
8A3!XA Half width: 5.0
nLv"ON~ Titlitng Angle: 45
Tq=OYJq5U Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
!m tX*;b(e 图2.波导结构（未设置周期）
H:&|q+K=# $ h< l 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。
7s-ZRb[)1 将Linear2代码段修改如下:
a]u1_ $) Dim Linear2
% $.]g for m=1 to 8
@Zd/>' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
I Lq"/S. Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
< &~KYu\r Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
[MVG\6Up( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
I%fz^:[#< Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
X1{U''$
K Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
>"q~9b
A Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Ib665H7w Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
`VxfA V?} h(VF 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。
FtL{ f=
图3.光栅布局通过VB脚本生成
"vnWq=E 2 ^@0-E@ {c
设置仿真参数
D/=
AU 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
*K1GX 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
1Ev#[FOc TE simulation
T2V#
fYCc Mesh Delta X: 0.015
09 >lx$ Mesh Delta Z: 0.015
d 9n{jv| Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
EO[U ezuU 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
p| b&hgA Number of Anisotropic PML layers: 15
MVpk/S%W 其它参数保持默认
$5;RQNhXh 运行仿真
8=h$6=1S • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7f9i5E1 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
[rt+KA • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(Mw<E <f
0^PI&7A?y 远场分析
衍射波
Cyw
cJ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
rZBOWT 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
x>yeF,q1 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
]8i2'x 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)
uBe1{Z 图4.远场计算对话框
i+z;tF` =<M7t*! 5. 在远场对话框，设置以下参数：
TdAHw
@( Wavelength: 0.63
"?~u*5 Refractive index: 1.5+0i
~!w()v n Angle Initial: -90.0
m%hUvG| i Angle Final: 90.0
mfNYN4Um6 Number of Steps: 721
(y xrK Distance: 100, 000*wavelength
j`9+pI Intensity
6jIW)C Ih!D6 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
a Dik1Q 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
IiV#V 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
