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：
[-bT_X •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Kb# }f/ •光栅布局
模拟和后处理分析
5 ^\f[} 布局layout
rl,6r u 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
-;?5<>zZ 图1.二维光栅布局
"16-K%} L|3wG Y9E 用VB脚本定义一个2D光栅布局
8 '2lc 3pp Y@_1 步骤：
O_p:`h:;M 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
`aS9 o]t 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 \c! LC4pE Wafer Dimensions：
3}H"(5dL}z Length (mm): 8.5
j;O{Hvvz Width (mm): 3.0
[Q/')5b Ge|& H]W 2D wafer properties:
<9S?wju4W' Wafer refractive index: Air
"}bk
*2 3 点击 Profiles 与 Materials.
up~l4]b+ z: aT5D 在“Materials”中加入以下
材料：
P7I,xcOm Name: N=1.5
U=C8gVb{Hq Refractive index (Re:): 1.5
V;Zp3Qo! !P, 9Sg&5) Name: N=3.14
{. N" 6P Refractive index (Re:): 3.14
dm Lgt)-t 1:%m
>4U 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
c
25wm\\ Name: ChannelPro_n=3.14
yT42u|xZA 2D profile definition, Material: n=3.14
F xKb v UAYYe Name: ChannelPro_n=1.5
#;RP ?s 2D profile definition, Material: n=1.5
E ( M\U5o: O,_2dj d 6．画出以下波导结构：
-;z&"> a. Linear waveguide 1
XHO}(!l\ Label: linear1
x7J| Start Horizontal offset: 0.0
hGH{Xp[mW Start vertical offset: -0.75
<ZJ>jZV0* End Horizontal offset: 8.5
>qn@E?Uf End vertical offset: -0.75
HnVUG4yZTD Channel Thickness Tapering: Use Default
{sy#&m(e l Width: 1.5
[ & rW+/ Depth: 0.0
:y'D] ,_ Profile: ChannelPro_n=1.5
x# e(&OjN7 lC6#EU; b. Linear waveguide 2
VG'o y Label: linear2
V9 "Kro Start Horizontal offset: 0.5
o(~>a Start vertical offset: 0.05
}0uSm%," End Horizontal offset: 1.0
: H<u@% End vertical offset: 0.05
[^W4%S Channel Thickness Tapering: Use Default
?x @B Ze Width: 0.1
..7"&-?g{4 Depth: 0.0
c?d+> 5"VX Profile: ChannelPro_n=3.14
5/mW:G,& <27B*C M 7.加入水平平面波：
-,96Qg4vI Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
?M7nbfy[A@ Input field Transverse: Rectangular
eF"7[_+D X Position: 0.5
kT UQ8U Direction: Negative Direction
(@M=W.M# Label: InputPlane1
+= MO6}5T 2D Transverse:
"G| Gyc Center Position: 4.5
P]+^^ U Half width: 5.0
[kFX>G4 Titlitng Angle: 45
"twV3R Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
@P "q`* 图2.波导结构（未设置周期）
oCSf$g8q XFmnZpqXH 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
< V"' j 将Linear2代码段修改如下:
K;-:C9@ Dim Linear2
"
%|CD"@ for m=1 to 8
+:It1`A~] Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Np|i Xwl1 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
>S{1=N@Ev= Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
622mNY Linear2.SetAttr "Depth", "0"
K]@^8e$( Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
>Z|4/PF Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
"SyyOD
)WA Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
VQ<Z`5eV Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
"C=HBJdYB5 /D 8cJgH- 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。
Ec0Ee0%A] 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5.VA1 1WcT>_$ 设置仿真参数
Dw[w%uz 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
`"(7)T{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
l},px TE simulation
,i*^fpF`F" Mesh Delta X: 0.015
ffm19 B= Mesh Delta Z: 0.015
&J"a` l2 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
H7#RL1qM& 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
":"M/v%F Number of Anisotropic PML layers: 15
xvp{F9~qT 其它参数保持默认
.1|'9@]lj4 运行仿真
$j{ynh)^ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[rPW@| ^5 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
o,Ha-z]f • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3QUe:8 }tv- 远场分析
衍射波
)zUV6U7v 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
O:lD>A4{ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
LUo3y' 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
hUA3(!0) 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)
*i%!j/QDAP 图4.远场计算对话框
\~y>aYy >PySd" u 5. 在远场对话框，设置以下参数：
30< dEoF Wavelength: 0.63
Jz:d\M~j5 Refractive index: 1.5+0i
`2S{.s Angle Initial: -90.0
4sZ^:h,1 Angle Final: 90.0
[(btp Wxb^ Number of Steps: 721
Jz%&- e3 Distance: 100, 000*wavelength
7Zu!s]t Intensity
#0xvxg%{ 8%`Sx[ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
C F42 KNq 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
XJ@ /r,2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
