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：
@GWlo\rM6^ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
o0_H(j? •光栅布局
模拟和后处理分析
tP89gN^PA| 布局layout
i8!err._ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
tN;^ {O-(V 图1.二维光栅布局
~g}blv0q+B c27Zh=;Tj 用VB脚本定义一个2D光栅布局
t9r
R>Y9 $+ORq3 步骤：
Ch)E:Dvq6 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
2S//5@~_m 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 gNC'kCx0c Wafer Dimensions：
%3yrX>Js Length (mm): 8.5
8:U0M'}u> Width (mm): 3.0
LX}|%- iv U45-R - 2D wafer properties:
LhSXz>AX Wafer refractive index: Air
em2 Tet 3 点击 Profiles 与 Materials.
*i"Mu00b t$PJ*F67M 在“Materials”中加入以下
材料：
;?Q0mXr Name: N=1.5
& j*Ylj} Refractive index (Re:): 1.5
_6->D[dB g&\;62lV% Name: N=3.14
I5 E5,{ Refractive index (Re:): 3.14
uT
Y G/O I7C+XUQkQ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
|M EJ)LE7 Name: ChannelPro_n=3.14
9t7 e~&R 2D profile definition, Material: n=3.14
gX(8V*os^ ?4t~z 1.f Name: ChannelPro_n=1.5
KVHK~Y-G 2D profile definition, Material: n=1.5
ceLr;}?Ws GS*_m4.Ry6 6．画出以下波导结构：
]'' tuo2g8 a. Linear waveguide 1
lUiO | Label: linear1
fO83 7 Start Horizontal offset: 0.0
)>]SJQ!k Start vertical offset: -0.75
@"iNjqxh End Horizontal offset: 8.5
{JM3drnw End vertical offset: -0.75
a?)g>e
HN Channel Thickness Tapering: Use Default
D"K! ELGW Width: 1.5
JEf hr Depth: 0.0
mo]>Um'F Profile: ChannelPro_n=1.5
xEB 4oQ5 #+^l3h MK b. Linear waveguide 2
NM1TFs2Y* Label: linear2
Lve$H(GHT Start Horizontal offset: 0.5
[n +( Start vertical offset: 0.05
Xm6M s<z6 End Horizontal offset: 1.0
Y 'y$k End vertical offset: 0.05
F Wo`oJeN Channel Thickness Tapering: Use Default
-./ Y Width: 0.1
/sVmQqVY Depth: 0.0
0q BXL;sE Profile: ChannelPro_n=3.14
fVZ_*'v r<*Y1;7H' 7.加入水平平面波：
?hW(5]p| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
aX~'
gq> Input field Transverse: Rectangular
TSsx ^h8/ X Position: 0.5
5 d|+ c< Direction: Negative Direction
)Y?E$=M +B Label: InputPlane1
C |rl",& 2D Transverse:
7RgnL<t~:8 Center Position: 4.5
S1!_ IK$m Half width: 5.0
*gI9CVfQl Titlitng Angle: 45
FFH {#|_1 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
n4
Y
]v 图2.波导结构（未设置周期）
lqKwjJ tX ]o_E]5"jO 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。
B^hK 将Linear2代码段修改如下:
U4Pk^[,p1G Dim Linear2
[oH,FSuO!2 for m=1 to 8
6.4,Qae9E Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
+Jc-9Ko\c; Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
16I(S Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
b$FXRR\G Linear2.SetAttr "Depth", "0"
gwYTOs ^ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
,]?l(H $x' Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
@HXXhYH Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
t aOsC! Bp Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
3lNw*M|") `RE1q)o}8M 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。
$Vm J[EF1 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Q1'D*F4 ..^,* 设置仿真参数
g? \pH:|79 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
M~!LjJg; 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
"?sLi TE simulation
R7 By=Y!t Mesh Delta X: 0.015
Ia)^ Mesh Delta Z: 0.015
;:gx;'dm5 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
GG_A'eX:I 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j8p'B-yS Number of Anisotropic PML layers: 15
ZZ6F0FLXJ 其它参数保持默认
d>7bwG+k 运行仿真
AwL;-|X • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
__||cQ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
4HDQj]z/ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
2 !Ex55 iF]vIg#h 远场分析
衍射波
:hxZ2O?5_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
x9CI>l 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
=;xlmn dT, 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
]H<C Rw 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)
L9U<E $%# 图4.远场计算对话框
) uyh Wkv **X} 5. 在远场对话框，设置以下参数：
I!Za2? Wavelength: 0.63
IN]bA d8" Refractive index: 1.5+0i
)O%lh
8fI Angle Initial: -90.0
|wj/lX7y Angle Final: 90.0
]R{=| Number of Steps: 721
cWM| COXL+ Distance: 100, 000*wavelength
K+mtuB]yr Intensity
wh:`4Yw }Mo9r4} 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
j|(bDa4\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
_>:g&pS/ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
