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：
[&{NgUgu" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
#M8>)o c •光栅布局
模拟和后处理分析
'59l. 布局layout
h>"Z=y 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Y\{lQMCy 图1.二维光栅布局
~;nW +S$o
GoG_4:^#h 用VB脚本定义一个2D光栅布局
+Z%8X!Q S3YAc4 步骤：
W7
9.,# 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
t($z+ C< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 9!Vp-bo Wafer Dimensions：
v5`Odbc=w Length (mm): 8.5
8?k.4{? Width (mm): 3.0
hFt ~7R
XO J@-^BX 2D wafer properties:
"C [uz& Wafer refractive index: Air
X] t * 3 点击 Profiles 与 Materials.
,NQ>,}a0 JLV?n,nF 在“Materials”中加入以下
材料：
2 )>Ty4* Name: N=1.5
`jCq`- . Refractive index (Re:): 1.5
| b)N;t c#(&\g 2H Name: N=3.14
`H\NJ , Refractive index (Re:): 3.14
gPWl# 5P: 1V1T1 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
8_ _C T Name: ChannelPro_n=3.14
7)a u#K6 2D profile definition, Material: n=3.14
*wfkjG ?C9>bKo*2H Name: ChannelPro_n=1.5
c9;oB|8| 2D profile definition, Material: n=1.5
Q@# Gm9m Q mn'G4#@E 6．画出以下波导结构：
z50f$!? a. Linear waveguide 1
U>_#,j Label: linear1
g]. hL Start Horizontal offset: 0.0
AkR ZUj\ Start vertical offset: -0.75
Voc&T+A m End Horizontal offset: 8.5
wenJ (0L| End vertical offset: -0.75
.[#bOp* Channel Thickness Tapering: Use Default
{v}jV{'^um Width: 1.5
^o*$+DbC Depth: 0.0
6 4qQ:D7C Profile: ChannelPro_n=1.5
4WV)&50 $Uxg$p qO b. Linear waveguide 2
hTbot^/ Label: linear2
mPo] .z Start Horizontal offset: 0.5
f^X\ N/ Start vertical offset: 0.05
MOW {g\{\ End Horizontal offset: 1.0
ZI#Xh5 End vertical offset: 0.05
[u 2)kH$ Channel Thickness Tapering: Use Default
"t" &6\ Width: 0.1
q! U'DDEP Depth: 0.0
'$n#~/#} Profile: ChannelPro_n=3.14
uP[:P? ,t H=k*;' 7.加入水平平面波：
8?7 :sfc Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
XS/5y(W Input field Transverse: Rectangular
CiGN?1| X Position: 0.5
lb('=]3
}H Direction: Negative Direction
>xE{&
): Label: InputPlane1
2nPU $\du 2D Transverse:
"A?_) =zZ Center Position: 4.5
>zDnJb&"& Half width: 5.0
vXM``| Titlitng Angle: 45
(&u)F B* Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+(<}`!9M* 图2.波导结构（未设置周期）
oxPb; % @*c ) s_ 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。
F- n1J?4b 将Linear2代码段修改如下:
I"=XM
Dim Linear2
oos35xV . for m=1 to 8
h&6x.ps@ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
cAc i2e Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4q<:%
0M| Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
$0zH2W Linear2.SetAttr "Depth", "0"
XDJQO /qN Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
cNG6 A4 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
PF(P"f.?D Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
prY9SQd Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
f(E 'i> %j=,c{`Q 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
?%HtPm2< % 图3.光栅布局通过VB脚本生成
k|7XC@i]%
oB$D& 设置仿真参数
`'[ 7M 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
<ZNa` 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
EF{_-FXY TE simulation
!lF|90= Mesh Delta X: 0.015
G?/1
F 1 Mesh Delta Z: 0.015
O! u B |* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
"t"=9:_t 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
n.y72-& v Number of Anisotropic PML layers: 15
'vTD7a^ 其它参数保持默认
8C=Y(vPk2 运行仿真
V@K}'f~ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
/=\__$l) • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
xTM&SVNbL_ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
bct&ge7YX E4[ \lX$J 远场分析
衍射波
xZmKKKd0* 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
'F+O+-p+ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0r=Lilu{q 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
6|LDb"Rvy 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)
TR@$$RrU 图4.远场计算对话框
(.!q~G N[ArwV2O 5. 在远场对话框，设置以下参数：
(w% hz'] Wavelength: 0.63
#
dxlU/* Refractive index: 1.5+0i
^B?koU l^ Angle Initial: -90.0
4!6g[[| &J Angle Final: 90.0
jt2 m-*aP Number of Steps: 721
?#D@e5Wf Distance: 100, 000*wavelength
gpr];lgS Intensity
=fi.*d?$7 +.\JYH=yEr 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
^ I,1kl~i 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
VV] {R' 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
