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：
UlNV%34" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
ab.B?bx •光栅布局
模拟和后处理分析
ukc
7Z
OQ 布局layout
z }7}D ! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@0NWc
c+ 图1.二维光栅布局
0*oavY* f5{|_]q] 用VB脚本定义一个2D光栅布局
loE;q} ^ Q
8;JvCz 步骤：
D@ !r?E` 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
kg7 bZ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ,`k6 @4 Wafer Dimensions：
' =\>n(%Q Length (mm): 8.5
0w< i lJ Width (mm): 3.0
s16, *;Z G)M! ,
Q 2D wafer properties:
>ke.ZZV? Wafer refractive index: Air
]s E)-8 3 点击 Profiles 与 Materials.
i: jB FU J<gqL 在“Materials”中加入以下
材料：
8t) g fSG Name: N=1.5
o~L(;A]yN Refractive index (Re:): 1.5
`g) g>w {{G Name: N=3.14
Y|J=72!]
Refractive index (Re:): 3.14
?$uF(>LD
~{-Ka>A 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
PlK3; Name: ChannelPro_n=3.14
Gr)G-zE 2D profile definition, Material: n=3.14
o2hZ=+w> TA:uB[Ji Name: ChannelPro_n=1.5
#n15_cd 2D profile definition, Material: n=1.5
!_~ /Y/M }aI>dHL 6．画出以下波导结构：
YktZXc?iI< a. Linear waveguide 1
S l'$w4s
Label: linear1
v0=v1G*rvJ Start Horizontal offset: 0.0
Z#(Y%6[u Start vertical offset: -0.75
)PYh./_2 End Horizontal offset: 8.5
)C{20 _ End vertical offset: -0.75
I&gd"F _v} Channel Thickness Tapering: Use Default
G51-C LM, Width: 1.5
E?bv<L," Depth: 0.0
*PB /I4>{ Profile: ChannelPro_n=1.5
7N@[Rtv
BafNF Pc b. Linear waveguide 2
0=t2|,} Label: linear2
yGrnzB6 | Start Horizontal offset: 0.5
"L1LL
iS Start vertical offset: 0.05
5K682+^5 End Horizontal offset: 1.0
.3XiL=^~Qp End vertical offset: 0.05
:A:7^jrhi Channel Thickness Tapering: Use Default
4,h)<(d{ Width: 0.1
wq!9wk9 Depth: 0.0
Z]bG "K3l Profile: ChannelPro_n=3.14
"UhE'\() S~ S>62 7.加入水平平面波：
xfC$u`e= Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
T5e#Ll/ Input field Transverse: Rectangular
X eY[;}9 X Position: 0.5
`d4xX@
Direction: Negative Direction
,/TmTX--d Label: InputPlane1
eT5IL(mH 2D Transverse:
yc ki0&n3 Center Position: 4.5
8'b ZR] Half width: 5.0
U 0~BcFpD Titlitng Angle: 45
bi+g=cS Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Eyk:p nKJb 图2.波导结构（未设置周期）
lcy+2)+ *P]]7DR 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
'@w'(}3!3R 将Linear2代码段修改如下:
H.C*IL9 Dim Linear2
w9RBT(u for m=1 to 8
+~o f# Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
dn?'06TD Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
t0v >J9 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
#Dz"g_d Linear2.SetAttr "Depth", "0"
t l7:L> Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
_h,_HW)G Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
x%goyXK Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
%hZX XpuO Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
vdB2T2F (J nEso-V 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
}Y!s :w# 图3.光栅布局通过VB脚本生成
m$(OQ,E QlR~rFs9t 设置仿真参数
8\:>;XG6f 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
?[>Y@we 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
GBR$k P TE simulation
T"C.>G'[B Mesh Delta X: 0.015
om y3 <6 Mesh Delta Z: 0.015
<gH-`3 J6 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
+opym!\ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
uR.pQo07y< Number of Anisotropic PML layers: 15
_ 1Ne+"V 其它参数保持默认
$3&XM 运行仿真
'NfsAE • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
tSo F!@6 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
@"/H
er • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
{%^4%Eco 5`U zx u 远场分析
衍射波
$^czqA-& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Oj_F1.
r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
aUc#,t;Qd 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
zw$\d1-+ h 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)
, D(Bg9C 图4.远场计算对话框
SA f)#HXa .'38^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
IuAu_`,Ndi Wavelength: 0.63
)8}k.t>'s Refractive index: 1.5+0i
& ?5)Jis: Angle Initial: -90.0
ya^8mp- Angle Final: 90.0
fGs\R] Number of Steps: 721
Le bc @, Distance: 100, 000*wavelength
T;{ :a-8 Intensity
n6Uf>5 <ME>#, 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
f2SJ4"X 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;1nXJ{jKw 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
