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}\7 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
@-qC".CI •光栅布局
模拟和后处理分析
m4@w M? 布局layout
ku=XPmZ.\ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
x?Oc<CQ-2 图1.二维光栅布局
c'6$`nC ./;*L D 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c )o[3o7 }tZA7),L 步骤：
=!Y{Mz 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
84d ej< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 _A/ ]m4 Wafer Dimensions：
zoBjr AyD Length (mm): 8.5
V_7xXuM/ Width (mm): 3.0
<ByDT$E_ =8fZG
t 2D wafer properties:
*`V-zD Wafer refractive index: Air
$$G^#t1=XZ 3 点击 Profiles 与 Materials.
KBFAV& xR;-qSl7Ms 在“Materials”中加入以下
材料：
!P26$US%P Name: N=1.5
&hYjQ&n Refractive index (Re:): 1.5
QcQ|,lA.HI Q-N.23\1 Name: N=3.14
&_E*]Sj\ Refractive index (Re:): 3.14
DP_ b B( Gu _Rf&: 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
T {lJ[M Name: ChannelPro_n=3.14
]g; K_>@ 2D profile definition, Material: n=3.14
Z b# uNY]%[AnJ Name: ChannelPro_n=1.5
.tb~f@xL 2D profile definition, Material: n=1.5
| Y1 <P ^ SVo`p; 2r 6．画出以下波导结构：
tgYIM`f a. Linear waveguide 1
u$[T8UqF Label: linear1
7iKbd Start Horizontal offset: 0.0
?Xo9,4V1 Start vertical offset: -0.75
{:enoV" End Horizontal offset: 8.5
y!^RL,HIL End vertical offset: -0.75
':w6 {b Channel Thickness Tapering: Use Default
c~|/,FZ U' Width: 1.5
o&~z8/?LA Depth: 0.0
)V}u1C-N Profile: ChannelPro_n=1.5
vP'R7r2Yx E%-&!%_>D@ b. Linear waveguide 2
qwaw\vOA Label: linear2
8`qw1dF Start Horizontal offset: 0.5
q+o(`N'~G Start vertical offset: 0.05
VuZmX1x)N End Horizontal offset: 1.0
8 LwbOR" End vertical offset: 0.05
s}9aZ Channel Thickness Tapering: Use Default
}Gz"og*8 Width: 0.1
^HL#)fK2I Depth: 0.0
T
"G! H Profile: ChannelPro_n=3.14
{hRAR8 hoeTJ/;dm 7.加入水平平面波：
D\V}Eo';6 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
1
)j%]zd2 Input field Transverse: Rectangular
j`'=K_+nU X Position: 0.5
W# y)ukRv Direction: Negative Direction
oaBfq8,; Label: InputPlane1
+uwjZN'9a 2D Transverse:
d*>M<6b- Center Position: 4.5
,_lwT} *w Half width: 5.0
Qw5M\
Titlitng Angle: 45
SqTm/ t Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6U+#ADo 图2.波导结构（未设置周期）
v @N8v ypd 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。
SKfv.9 将Linear2代码段修改如下:
IB*%PM TF Dim Linear2
Y9w= [[1 for m=1 to 8
BW\ R Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
uV
6f~cQ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Z21Xl bK Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
[bOy, ^@4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
v*BA\& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
nC&rQQFF Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
MB |(,{S Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
X}usy O'pW Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Mm[%v
t40 O: BP35z_F 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。
@i)tQd!s 图3.光栅布局通过VB脚本生成
sy@k3wQ UU
,)z 设置仿真参数
*< A;jP 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
=k/n 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Xs`:XATb/ TE simulation
wFd*6% Mesh Delta X: 0.015
W>Rv Mesh Delta Z: 0.015
2\5@_U^)h Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
wRiP 5U, 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
}.gg!V'9w Number of Anisotropic PML layers: 15
7:p]~eM) 其它参数保持默认
TwhK>HN 运行仿真
z
vY DE] • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
$c y:G • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
*/+s^{W7 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
e -K 8K+7 {oJa8~P 远场分析
衍射波
:<v$vER,& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
\rN_CBM 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
)
k2NF="o 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
J X/d;N7a 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)
&4%J35 ~ 图4.远场计算对话框
'OihA^e &+^
# `nq 5. 在远场对话框，设置以下参数：
y-X'eCUz Wavelength: 0.63
i-=ff Refractive index: 1.5+0i
LK%B6-;~- Angle Initial: -90.0
?7p|
F^ Angle Final: 90.0
k2WO*xa* Number of Steps: 721
\9? <E[ Distance: 100, 000*wavelength
=*Yc/ Intensity
6;b 'j\jG (hV"z ; rI 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
ii2Z }qe 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
jlP7'xt1% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
