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：
L< XA vg •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Ux,?\Vd •光栅布局
模拟和后处理分析
%p 48=|+ 布局layout
OV
G|WC 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
bO i -QD 图1.二维光栅布局
) $`}~ z *a-=w0 用VB脚本定义一个2D光栅布局
vp32}ze D /!#A'#Z 步骤：
Ypx5:g m|J 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
T_)g/,5> 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 3F?7oMNIh Wafer Dimensions：
Yd Z9##IU3 Length (mm): 8.5
)[S#:PP Width (mm): 3.0
$7QGi|W*k `q9n`h1 2D wafer properties:
&6^ --cc Wafer refractive index: Air
mtg=v@ ~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
qzj.N$9] " MvSF1 在“Materials”中加入以下
材料：
vbD"" Name: N=1.5
Y{Ff I+ Refractive index (Re:): 1.5
hgj ]Jr D6dliU ?k Name: N=3.14
M }!
qH.W Refractive index (Re:): 3.14
&cWC&Ws" Jc7}z:U B 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
0HO'%'Ga* Name: ChannelPro_n=3.14
y6dQ4Whv& 2D profile definition, Material: n=3.14
rB|1<jR =@nE :uto] Name: ChannelPro_n=1.5
v 8YF+N 2D profile definition, Material: n=1.5
6HguZ_jC v.&c1hK Hb 6．画出以下波导结构：
=]r2;014
a. Linear waveguide 1
QuP)j1"X Label: linear1
?y]R /?
Start Horizontal offset: 0.0
RWRqu }a Start vertical offset: -0.75
d8uDSy End Horizontal offset: 8.5
hx*4x F End vertical offset: -0.75
Hd\. ,2a" Channel Thickness Tapering: Use Default
N%,zME Width: 1.5
67;6nXG0K Depth: 0.0
dVPY07P Profile: ChannelPro_n=1.5
3RX9LJGX EJP] E) b. Linear waveguide 2
d[{!^,%x" Label: linear2
M&jlUr&l Start Horizontal offset: 0.5
x=Aq5*A0 Start vertical offset: 0.05
*8J 0yv End Horizontal offset: 1.0
N BXhcfF End vertical offset: 0.05
aX~Jk >a0 Channel Thickness Tapering: Use Default
UT 5xUv5' Width: 0.1
6g\hQ\+Z} Depth: 0.0
a)4%sX*I
Profile: ChannelPro_n=3.14
cV"Ov@_ .k op@=0d?? 7.加入水平平面波：
Uqz.Q\A Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
]b AVOKm- Input field Transverse: Rectangular
eZ$M#I=o X Position: 0.5
0~EGrEt Direction: Negative Direction
=W;e9 6# Label: InputPlane1
H|0- Al.{ 2D Transverse:
c^O&A\+; Center Position: 4.5
J0
dY%pH# Half width: 5.0
l[]cUE Titlitng Angle: 45
*T#^|<.XG Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
HYmUD74FR 图2.波导结构（未设置周期）
[!>9K}z,= 5*f54 g"' 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。
qco uZO 将Linear2代码段修改如下:
8{]nS8i Dim Linear2
o <J6KTLv for m=1 to 8
6O/c%1VHA3 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
, a?oGi Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
)7]yzc Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
nbB*d@" Linear2.SetAttr "Depth", "0"
x N7sFSV@ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
6:L2oW 6}{ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
6"
<(M@ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
kt0xR)gU Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
]v0Z[l>yf w[D]\ >QHa 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。
Mvue>)g~> 图3.光栅布局通过VB脚本生成
).IyjHY kMK0|+ 设置仿真参数
*`|xa@1v` 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
[= BMvP 5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Bu&9J(J1 TE simulation
z;dRzw L Mesh Delta X: 0.015
6bc\
)n` Mesh Delta Z: 0.015
;BqCjS%`N Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
6D[]Jf,9 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
w[\rS`J Number of Anisotropic PML layers: 15
BdiV 其它参数保持默认
lz ::6} 运行仿真
^a`3)WBv8 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Ue60Mf • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
WR`NISSp • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(hdu+^Qj= !4 cY^4>o 远场分析
衍射波
oPF]]Imu 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
jDqG9] 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
,~&HL7 v 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
7)Vbp--b# 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)
Z\U r F0 图4.远场计算对话框
x{8h3.ZQ, i9De+3VqKK 5. 在远场对话框，设置以下参数：
ze uj Wavelength: 0.63
.4 U*.Rf
Refractive index: 1.5+0i
*!JB^5(H Angle Initial: -90.0
0ug&H El_w Angle Final: 90.0
|6b~c{bt Number of Steps: 721
Q K#wsw Distance: 100, 000*wavelength
v*qb zW` Intensity
uSRhIKy : {Z wzJ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
)gSqO{Z 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
r8eJ&-Yi{Z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
