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：
(V!:6 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
c riOJ- •光栅布局
模拟和后处理分析
MV'q_{J 布局layout
.SAOE'Foo 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
s\@RJ[(<
图1.二维光栅布局
>kU$bh.( . =yF 用VB脚本定义一个2D光栅布局
GHa D 3 2 l`>|XUf6 步骤：
=c8xg/ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
p.~hZ+ x_ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 U9 [QdC Wafer Dimensions：
vtk0 j Length (mm): 8.5
o9*}>J<+RQ Width (mm): 3.0
^T2o9f 62 )Qr
2D wafer properties:
pMndyuoJl Wafer refractive index: Air
{DlQTgP 3 点击 Profiles 与 Materials.
THEpW{.E /Ps/ m! 在“Materials”中加入以下
材料：
-Ri/I4 Xj Name: N=1.5
g3B%}!| Refractive index (Re:): 1.5
Rr A9@95+ w#0/&\ b= Name: N=3.14
| Y"nZK, Refractive index (Re:): 3.14
v'=$K[ _ v,,
.2UR4 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
icS% ])3LF Name: ChannelPro_n=3.14
!p
#m?|Km 2D profile definition, Material: n=3.14
\USl 9*E 2 8 > Name: ChannelPro_n=1.5
`X)y5*##wq 2D profile definition, Material: n=1.5
S*PcK > O2N7qV3 U, 6．画出以下波导结构：
w eX%S&#? a. Linear waveguide 1
{+Zj}3o Label: linear1
<UsFB F Start Horizontal offset: 0.0
&"l Sq2 Start vertical offset: -0.75
c6-~PKJL End Horizontal offset: 8.5
aN UU' [ End vertical offset: -0.75
V) xwl vX Channel Thickness Tapering: Use Default
ZQ1,6<^9i[ Width: 1.5
x_L5NsO: Depth: 0.0
]8 vsr$E# Profile: ChannelPro_n=1.5
7up~8e$ _ z\7-v<ZS b. Linear waveguide 2
G'# Uzwo Label: linear2
pgUp1goAU Start Horizontal offset: 0.5
:Eb=jWA Start vertical offset: 0.05
H^ds<I<) End Horizontal offset: 1.0
nz2`YyR End vertical offset: 0.05
1L; 3e@G Channel Thickness Tapering: Use Default
#M ;j*IBl* Width: 0.1
>p*7) Depth: 0.0
0q6xX NAX Profile: ChannelPro_n=3.14
{q!GTO z u_bno! 7.加入水平平面波：
~~r7T Pq Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
kY?w] lS)t Input field Transverse: Rectangular
3-Bz5sj9 X Position: 0.5
]621Z1 Direction: Negative Direction
7?@ -|{ Label: InputPlane1
n:"0mWnL$y 2D Transverse:
PRal>s&f Center Position: 4.5
lJvfgP-j Half width: 5.0
"W^+NeLc Titlitng Angle: 45
q:cCk#ra Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
8hV>Q 图2.波导结构（未设置周期）
9 ;Qgby J7 pF*2 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。
S uo%uD 将Linear2代码段修改如下:
7u`:e,' Dim Linear2
H# H[8# for m=1 to 8
GLp~SeF# Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
#g#[|c. Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Ua.%?V Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
vd9PB N Linear2.SetAttr "Depth", "0"
PR3i }y> Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J?Bj=b Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
r XT6u Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
0" F\ V Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
rL,kDSLs 'YB{W8bR 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。
G){A&F 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Y )68 zeshM8= 设置仿真参数
5SEGV|% 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
8I~*9MUp 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
B{K_?ae! TE simulation
;TKsAU Mesh Delta X: 0.015
GdM|?u&s" Mesh Delta Z: 0.015
LfvNO/:, Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
u
p zBd] 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
gb=tc` Number of Anisotropic PML layers: 15
DfjDw/{U3L 其它参数保持默认
K wY6pF* 运行仿真
4N)45@jk[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
O[8wF86R • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
1()pKBHf • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
l!<(}?u9 &`}d;r|yn1 远场分析
衍射波
C:_-F3|]cJ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
19bqz ) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
#Cb~-2:+7 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 u"/#@ 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)
E~S~Ld% 图4.远场计算对话框
p#N2K{E ll
^I ;o0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8CUl |I ~ Wavelength: 0.63
] u\-_PP Refractive index: 1.5+0i
;ykX]5jGh Angle Initial: -90.0
Ow {NI-^K Angle Final: 90.0
G%dzJpC(
Number of Steps: 721
0? ''v>% Distance: 100, 000*wavelength
&23{(]eO Intensity
+.a->SZ 5" ?'si ^N 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
be]Zx`)k 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
l]L"Ex{ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
