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：
f<y& \'3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
ghk5rl$ •光栅布局
模拟和后处理分析
u"$a>S_ 布局layout
D
y6$J3 r 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
]6tkEyuq 图1.二维光栅布局
\o3"~\|6C $mco 0 %$ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
xSpC'"
BH0!6Oq 步骤：
9Z\z96O- 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
guN4-gGDr< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Kn+=lCk Wafer Dimensions：
#`tD1T{; Length (mm): 8.5
J."{<& Width (mm): 3.0
?BCy J 71B3 a 2D wafer properties:
.BTx&AqU Wafer refractive index: Air
<l\N|+7R 3 点击 Profiles 与 Materials.
#_Ea[q7v {j(4m 在“Materials”中加入以下
材料：
!>;w!^U Name: N=1.5
o%(bQV-T Refractive index (Re:): 1.5
HOYq?40.R 'zSgCgCHX8 Name: N=3.14
UPCQs", Refractive index (Re:): 3.14
i8V0Ty4~N ].D Y" 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
yYAnwf Name: ChannelPro_n=3.14
` DCU>bt&R 2D profile definition, Material: n=3.14
%u]6KrG18b ?)A2Kw>2 Name: ChannelPro_n=1.5
+h[e0J|v{ 2D profile definition, Material: n=1.5
;:#U 6?=t hd^x}iK" 6．画出以下波导结构：
y{rn-?`{ a. Linear waveguide 1
}6~)bLzI} Label: linear1
`ypL] $cW Start Horizontal offset: 0.0
qR,.W/eS8 Start vertical offset: -0.75
5 Rz/Ri\c= End Horizontal offset: 8.5
$ >v y(Y End vertical offset: -0.75
iV)ac\ Channel Thickness Tapering: Use Default
HY;oy( Width: 1.5
oW'PO Ar Depth: 0.0
D?u` Profile: ChannelPro_n=1.5
]UUI~s FE [%.18FWI b. Linear waveguide 2
GE E
]Kr Label: linear2
H/i<_ L P Start Horizontal offset: 0.5
DA <ynBQ Start vertical offset: 0.05
Tx+ p8J|Yr End Horizontal offset: 1.0
Q aMDGD End vertical offset: 0.05
GAU!_M5 N Channel Thickness Tapering: Use Default
huA yjo Width: 0.1
N_vXYaY Depth: 0.0
*caLN,G Profile: ChannelPro_n=3.14
R`He^ &telCg: 7.加入水平平面波：
w??c1) Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{% F`%_{" Input field Transverse: Rectangular
k/#M<z X Position: 0.5
XV2=8#R Direction: Negative Direction
yisLypM* Label: InputPlane1
Qq 0O0U 2D Transverse:
kME^tpji Center Position: 4.5
* -z4 <LAa Half width: 5.0
$r"A@69^RS Titlitng Angle: 45
XM!M%.0WS Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
3i(J on/p 图2.波导结构（未设置周期）
~PYFYjHC F50 JJZ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
6$z'wy/* 将Linear2代码段修改如下:
@^wpAQfd4 Dim Linear2
"A7<XN< for m=1 to 8
;C_ > Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
*tG11gR,& Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
J 9a $AU* Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
/| f[u s-w Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Doj(.wm~ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
P !>g7X Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
T&4fBMBp,% Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
IozNjII$:. Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Cgo XZX w -dI<s 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。
;Xh5oB\)W 图3.光栅布局通过VB脚本生成
_FF v#R*4 pE(sV{PD 设置仿真参数
j]4,6` b\ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
{r {>?)O 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Loc8eToZ TE simulation
) ]}$ Mesh Delta X: 0.015
y^YVo^3 Mesh Delta Z: 0.015
p |s2G~0< Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
?1$\pq^ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
7 ?"9J `* Number of Anisotropic PML layers: 15
P,`=]Y* 其它参数保持默认
:3gFHBFDj 运行仿真
h {H]xe[Q • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
i]@c.Q iFN • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
bQpoXs0w; • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Hi7G/2t@` 5E.vje{U; 远场分析
衍射波
Q6|@N~UeZ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
q!@ c_o 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
X $ PS(_M 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
]eD [4Y\#t 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)
\aB&{`iG 图4.远场计算对话框
O E]~@eU )Kr(Y.w 5. 在远场对话框，设置以下参数：
g!\QIv1D Wavelength: 0.63
3m~U(yho Refractive index: 1.5+0i
tB !|p 6 Angle Initial: -90.0
0pCDE s Angle Final: 90.0
U l9b.`6 Number of Steps: 721
]ci RiMkT( Distance: 100, 000*wavelength
xNx`J@xt$ Intensity
E~qK&7+ [@zkv)D6 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
{YfYIt=. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
wb@]>MJ}[s 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
