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：
t+) GB=C •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$d??( •光栅布局
模拟和后处理分析
sp |y/r# 布局layout
~PAbLSL*u 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
y88}f&z#5 图1.二维光栅布局
7Hkf7\JY FLn AN; 用VB脚本定义一个2D光栅布局
d<cbp [3F \ g[f4xAV 步骤：
^5@"|m1 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
.STf 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Ky~~Cd$ Wafer Dimensions：
Q@.9wEAJ Length (mm): 8.5
gl\{QcI8< Width (mm): 3.0
P :h 4 A kQFb2|ir 2D wafer properties:
*M!YQ<7G^d Wafer refractive index: Air
OuIW|gIu0 3 点击 Profiles 与 Materials.
wU3ica&[ J3S byI!T 在“Materials”中加入以下
材料：
8uD%]k= #! Name: N=1.5
k.R/ X Refractive index (Re:): 1.5
UlZ)|Ya<M 0YRYCO$ Name: N=3.14
_^s SI<&m Refractive index (Re:): 3.14
q'-l; V| X10TZ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_Ws k3AP Name: ChannelPro_n=3.14
F7u% oLjr 2D profile definition, Material: n=3.14
?Lb7~XKt\ NW
Qu-]P Name: ChannelPro_n=1.5
`l40awGCz 2D profile definition, Material: n=1.5
z#67rh { R2f,a*> 6．画出以下波导结构：
'QS~<^-j" a. Linear waveguide 1
J-?(sjIX Label: linear1
2*E<G|-F Start Horizontal offset: 0.0
rxA)& Start vertical offset: -0.75
EB<tX`Wp End Horizontal offset: 8.5
"Z?":|%7 End vertical offset: -0.75
Z'M@DY/fdK Channel Thickness Tapering: Use Default
Rzj! ~`&N Width: 1.5
$)a5;--W Depth: 0.0
ozwqK oE Profile: ChannelPro_n=1.5
Efd[ZJxS6 A Mfu|%ZL b. Linear waveguide 2
gvt 4'kp Label: linear2
t $%}*@x7 Start Horizontal offset: 0.5
( ~o+pp! Start vertical offset: 0.05
}Ec "& End Horizontal offset: 1.0
Kwau:_B End vertical offset: 0.05
P3>2=qK"E( Channel Thickness Tapering: Use Default
nJw1Sl5 Width: 0.1
I[ C.iILL Depth: 0.0
w-/ Tb~#E Profile: ChannelPro_n=3.14
pp _ddk I<#kw)W! 7.加入水平平面波：
sIM`Q% Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
HX[#tT |m~ Input field Transverse: Rectangular
O;tn5 X Position: 0.5
#SOe &W5 Direction: Negative Direction
9bvd1b KEW Label: InputPlane1
o! d0 2D Transverse:
N9Vcp~; Center Position: 4.5
]|(?i ,p Half width: 5.0
'ZZ/:MvQa Titlitng Angle: 45
[ j _jee Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6<R
U~Gh 图2.波导结构（未设置周期）
r e2%e-F" &v 88x s 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
(C|%@6 1S 将Linear2代码段修改如下:
"tIx$? I Dim Linear2
k2a^g CBC for m=1 to 8
rL/+`H Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
zjS<e
XLs[ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ah.Kb(d: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
IG\\RYr Linear2.SetAttr "Depth", "0"
'aJ?Syn Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
|k0V Ji Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
'S\H% - Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
1Ppzch7 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
m[XN,IE#u 'A oH2 | 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。
iJK 9 -k~ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
WF]:?WE% JqO( ]*"Hi 设置仿真参数
,o`qB81 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
9z?F_=PB! 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
gDrqs >8 TE simulation
pfG:P rZ Mesh Delta X: 0.015
VmW_, Mesh Delta Z: 0.015
-p 1arA Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
q:'(1y~ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
(0S"ZT Number of Anisotropic PML layers: 15
DmYm~hzJ 其它参数保持默认
wsARH> Vz 运行仿真
(?Yz#Y f • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
}5gQZ'ys' • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
&&JMw6
&[` • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
J]%P
fWV C'Ymz`iQ 远场分析
衍射波
biJU r^n 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
c}Qc2D3* 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
k$h WR ;U 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
1 >Op)T>{c 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
,UP6.C14 图4.远场计算对话框
XDn$=`2 ?vhW`LXNB 5. 在远场对话框，设置以下参数：
-*WD.|k Wavelength: 0.63
9SrV,~zD Refractive index: 1.5+0i
xsa*
XR Angle Initial: -90.0
DCNuvrZ Angle Final: 90.0
Lpn` HAw& Number of Steps: 721
a\zbi$S Distance: 100, 000*wavelength
-0W;b" ]+A Intensity
5%Q!R% {U4%aoBd8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
{u:DC4eut 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
I E|$>q0Z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
