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：
}4ju2K •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
e BRP%<=>D •光栅布局
模拟和后处理分析
<UL|%9 =~ 布局layout
4E(5Ccb 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
5WN Z7cO 图1.二维光栅布局
*U^hwL a~TZ9yg+HL 用VB脚本定义一个2D光栅布局
M HB]' bHT @]`@@ 步骤：
.qPfi]
ty 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
# \["y%;W 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 "8
mulE, Wafer Dimensions：
D}U<7=\3H Length (mm): 8.5
e %Xf*64 Width (mm): 3.0
0-~x[\>> e[dRHl 2D wafer properties:
*/e5lRO\ Wafer refractive index: Air
y5D?Bg|M 3 点击 Profiles 与 Materials.
?a9k5@s XFe7qt;% 在“Materials”中加入以下
材料：
)t=u(:u] Name: N=1.5
L=FvLii. Refractive index (Re:): 1.5
cb,sb^- j}* +-.YF Name: N=3.14
# Kr.!uD Refractive index (Re:): 3.14
xA E@cwg vp9<.*h 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/j@r~mt/pA Name: ChannelPro_n=3.14
X&8,.=kt"
2D profile definition, Material: n=3.14
Y6PA\7Y\ sZD J+ Name: ChannelPro_n=1.5
X1dG'PQ 2D profile definition, Material: n=1.5
x7@HPf * v]UgP k 6．画出以下波导结构：
Y\|J1I,Z4 a. Linear waveguide 1
"A+F&C> Label: linear1
w8ld* z Start Horizontal offset: 0.0
-y.AJ~ T Start vertical offset: -0.75
k4rB S End Horizontal offset: 8.5
mnj A8@1 End vertical offset: -0.75
c3t8yifQ Channel Thickness Tapering: Use Default
f~9Y1|6 Width: 1.5
IW _D$pq Depth: 0.0
Rw 8o ] Profile: ChannelPro_n=1.5
[0#hgGO]P h'KtG<+ b. Linear waveguide 2
lM"7 Z Label: linear2
e_ -/p`9 Start Horizontal offset: 0.5
mK4|=Q Start vertical offset: 0.05
~]M" End Horizontal offset: 1.0
r/2:O92E End vertical offset: 0.05
db~ :5#* Channel Thickness Tapering: Use Default
/D+$|k mW] Width: 0.1
)c !S@H s Depth: 0.0
L|w-s4L Profile: ChannelPro_n=3.14
S>E.*]_ kc [["w& 7.加入水平平面波：
elgQcJ99 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
&Z!2xfQy> Input field Transverse: Rectangular
uJ[Vv4N%9 X Position: 0.5
w\*/(E<:
Direction: Negative Direction
E%B Gf}h Label: InputPlane1
%T \x~) 2D Transverse:
3wl>a#f Center Position: 4.5
,ua1xsZl& Half width: 5.0
W
F<V2o{k Titlitng Angle: 45
Y_sV e Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
7 bS[\5 图2.波导结构（未设置周期）
|9eY
R . ?RjH6W 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。
Z+(V \ 将Linear2代码段修改如下:
K6 7 ?
d Dim Linear2
MNC!3d(D\R for m=1 to 8
koZp~W- Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
^i\1c-/ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
v1)6")8o+ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
I_7EfAqg( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
wP"|$ HN Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
>oDP(]YGg Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
k^jCB>b Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
'bPo 5V| Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
k)Wz b F9w&!yW: 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。
t@M] ec 图3.光栅布局通过VB脚本生成
uD5yw #` f4}6 $>) 设置仿真参数
=U2n"du 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
yTiqG5r 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
yfQE8 v+ TE simulation
k1zt| Mesh Delta X: 0.015
2"mj=}y6 Mesh Delta Z: 0.015
rK|&u
v*b Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
8ZfIh 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
\-w s[ Number of Anisotropic PML layers: 15
<t{AY^:r 其它参数保持默认
5AU 3s 运行仿真
n4y6Ua9m{ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
wkA! Jv% • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
0EXNq*=EE • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Qpf]3 zAJUL 远场分析
衍射波
uF"`y&go 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
hATy 3*4 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
>nEnX 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
%tQ{Hf~ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
pUG fm 图4.远场计算对话框
J?fh3RW9 Q@VnJ, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
X(28 xbd| Wavelength: 0.63
X{9o8
*V Refractive index: 1.5+0i
!5!$h` g Angle Initial: -90.0
{ `CWzk? Angle Final: 90.0
aZ`ags ofk Number of Steps: 721
@A'1D@f# Distance: 100, 000*wavelength
w8I&:"^7< Intensity
N o\&~ Qp&yS U8 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
SJ^?D8 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
7#qL9+G 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
