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：
h`=r )D •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
]>5T}h •光栅布局
模拟和后处理分析
'KH
lrmnr 布局layout
NX?}{'f 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~gP7s_ qr{ 图1.二维光栅布局
m ge#YV:: WFouoXlG0 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Hi^35 (Ao rx #z 步骤：
jz*0`9&_ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
7 0_} S*T 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 1\/{# c Wafer Dimensions：
OY: u',T Length (mm): 8.5
.}o~VT:!?Y Width (mm): 3.0
iHPUmTus-- w&%9IJ 2D wafer properties:
TN5>" ? ?" Wafer refractive index: Air
Hb+X}7c$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
le.anJAr 69>/@< 在“Materials”中加入以下
材料：
IroPx#s:i Name: N=1.5
<Z},A-\S* Refractive index (Re:): 1.5
a"x}b .46#`4 av Name: N=3.14
}MP>]8Aq Refractive index (Re:): 3.14
p! _[qs W RF.[R" 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
O $^xkv5. Name: ChannelPro_n=3.14
iox bf6{ 2D profile definition, Material: n=3.14
e!GZSk
S<"oUdkz Name: ChannelPro_n=1.5
/,!<Va;~ 2D profile definition, Material: n=1.5
! D$Ooamq &= X.* H% 6．画出以下波导结构：
H(b)aw^(% a. Linear waveguide 1
*7ZtNo[+ Label: linear1
Q=WySIF. Start Horizontal offset: 0.0
>p0KFU Start vertical offset: -0.75
h$> wv` End Horizontal offset: 8.5
zEj#arSE4 End vertical offset: -0.75
{{\ce;hN Channel Thickness Tapering: Use Default
7tRi"\[5 Width: 1.5
+"d v7 Depth: 0.0
Jd_;@(Eg= Profile: ChannelPro_n=1.5
Tg0CE60"
0 Qnd6 mb b. Linear waveguide 2
cL G 6(<L Label: linear2
8#w)X/ Start Horizontal offset: 0.5
?F_) - Start vertical offset: 0.05
lNz]H iD End Horizontal offset: 1.0
FH8k'Hxg End vertical offset: 0.05
O(c@PJem Channel Thickness Tapering: Use Default
z8"7u /4v{ Width: 0.1
1Ipfw Depth: 0.0
<F(><Xw,-4 Profile: ChannelPro_n=3.14
nn +_TMu 5wv fF.v 7.加入水平平面波：
MLr-,
"gs Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-R
b{^/ Input field Transverse: Rectangular
x6 W `hpL X Position: 0.5
dEp7{jY1O Direction: Negative Direction
ml0*1Dw Label: InputPlane1
Su7bm1 2D Transverse:
[ *>AN7W Center Position: 4.5
XogVpk A Half width: 5.0
U>a\j2I Titlitng Angle: 45
T.ML$"f Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
!M s[eB 图2.波导结构（未设置周期）
pDl3!m v-Qmx-N 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
e2cP
*J 将Linear2代码段修改如下:
,[e\c nq[ Dim Linear2
E=$p^s for m=1 to 8
3I $>uR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
<%P 2qgz5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
-1u9t4+` Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
~Lz%.a;o Linear2.SetAttr "Depth", "0"
n B5zNyY4 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
GpI!J}~m Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
G8J*Wnwu[K Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
^5; `-Ky Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
gE])!GMM3 @7 <uMasfp 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
oM1Qh? 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-LW [7s$ _S` o1^Ad 设置仿真参数
S1S;F9F 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@t*t+Vqw 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
,xfO;yd TE simulation
k{I 01 Mesh Delta X: 0.015
eE@&ze>X Mesh Delta Z: 0.015
X3%Ic`Lq# Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
y3G
`> 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
n6<V+G)T Number of Anisotropic PML layers: 15
7.g [SBUOG 其它参数保持默认
ye}p ~ & 运行仿真
e q4C+&O& • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
] )}( k • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
c>"cX& • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Sa1 l=^ x[ 3A+ 远场分析
衍射波
[7FItlF%I 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
O1'm@
q) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
\Ae9\Jp8M 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
hC <O`|lF 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)
9f+>ix,ek* 图4.远场计算对话框
*%/~mSx ^Yj xeNY 5. 在远场对话框，设置以下参数：
\QE)m<GUe Wavelength: 0.63
\>QF(J [8 Refractive index: 1.5+0i
Xx:F)A8 O Angle Initial: -90.0
Y!J>U Angle Final: 90.0
~{,X3-S_H Number of Steps: 721
j h bonuV_ Distance: 100, 000*wavelength
kn"(mJe$ Intensity
mZz="ZLa: Y 5ZZ3Ati 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
<Z}SKR"U% 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
4k-+?L!/G 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
