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：
a|DCpU} •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
)(rr1^Xer •光栅布局
模拟和后处理分析
lk` |u$KPz 布局layout
JEK _W<BD 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
JE# H&]
图1.二维光栅布局
,Xg^rV~] \9~Q+~@{G 用VB脚本定义一个2D光栅布局
o?+?@Xb' 1@}<CWE9 步骤：
aiZZz1C 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
E> : #{% 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 /`t}5U>S_ Wafer Dimensions：
4h YK$!"r Length (mm): 8.5
7jr+jNsowj Width (mm): 3.0
Ezt uVe BqpJvRJd 2D wafer properties:
+U>Y.Y P Wafer refractive index: Air
i>C%[dk9 3 点击 Profiles 与 Materials.
W e*uZ? + lv~ga2 >z 在“Materials”中加入以下
材料：
=$ T[ Name: N=1.5
@:@5BCs< Refractive index (Re:): 1.5
`=Rxnl,<U I,"q: QS+ Name: N=3.14
o5YL_= 7m Refractive index (Re:): 3.14
tOZ-]>U Ir(U7 D 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_,? xc" Name: ChannelPro_n=3.14
b?<@ 2D profile definition, Material: n=3.14
of > o)Px d Name: ChannelPro_n=1.5
rl2(DA{ 2D profile definition, Material: n=1.5
vst;G-ys ^f 0-w`D 6．画出以下波导结构：
.bRtK+}F# a. Linear waveguide 1
}*!_M3O Label: linear1
Pj* ]%V Start Horizontal offset: 0.0
QyrB"_dm Start vertical offset: -0.75
a/rQ@ c> End Horizontal offset: 8.5
bx Wzm| End vertical offset: -0.75
+i}uRO Channel Thickness Tapering: Use Default
uH7!)LE# Width: 1.5
rT[b ^l} Depth: 0.0
#KuBEHr Profile: ChannelPro_n=1.5
'5A&c( DYrci?8Ith b. Linear waveguide 2
|O' gT8 Label: linear2
@PK
1 Start Horizontal offset: 0.5
iAeq%N1(0 Start vertical offset: 0.05
tVNFulcz$ End Horizontal offset: 1.0
HcV,r,>e End vertical offset: 0.05
0d89>UB-8q Channel Thickness Tapering: Use Default
,>nf/c0. Width: 0.1
)EcfEym.> Depth: 0.0
_s:5) Profile: ChannelPro_n=3.14
]; eJ'# ;Y`8Ee4vH 7.加入水平平面波：
y>cT{ )E$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
C d_H<8__ Input field Transverse: Rectangular
@Y ?p-& X Position: 0.5
kLXa1^Lq Direction: Negative Direction
g3 !<A*< Label: InputPlane1
D D 6K[\ 2D Transverse:
/N ")uuv Center Position: 4.5
\ _)mWK,h Half width: 5.0
@lqI,Ce5 Titlitng Angle: 45
H1
i+j;RN Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
^e80S^ 图2.波导结构（未设置周期）
er@. <Dc <d[GGkY]= 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。
jS|jPk|I. 将Linear2代码段修改如下:
&x@N5j5Q Dim Linear2
>keY x<1 for m=1 to 8
R-2Aby ts2 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
KB{/L5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Zf S" Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Sg(\+j= Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=A_{U (> Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
R0nUS<b0 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
vCtnjWGX}/ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
LX(`@-<DH Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
l\u5RMS(' "rrE_ 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。
`0=j,54cx 图3.光栅布局通过VB脚本生成
!F2JT@6 !$Arc^7r 设置仿真参数
V9;IH<s: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
7!e kINQ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/~g.j1 g TE simulation
w3Dqpo8E Mesh Delta X: 0.015
c =Zurqj Mesh Delta Z: 0.015
7+$P6[* Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
1V]j8 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
}dEf |6_ Number of Anisotropic PML layers: 15
= d !YM6G 其它参数保持默认
cejD(!MKe 运行仿真
iP?lP= M • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2p*L~! iM • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
b^<7@tY • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
// #]CsFiP ?~; q r 远场分析
衍射波
<fD bz1Q;l 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
8>:u%+ C1c 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Enhrkk 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
\obM}caT 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)
T
0? 9F2 图4.远场计算对话框
@[;$R@M_3 - ysd`& 5. 在远场对话框，设置以下参数：
#
tU@\H5kN Wavelength: 0.63
It G|{Bo Refractive index: 1.5+0i
8]J lYe Angle Initial: -90.0
hN F, sA Angle Final: 90.0
Jx8DVjy Number of Steps: 721
$o*p#LU Distance: 100, 000*wavelength
iv6bXV'N Intensity
7K/t>QrBtU - B:O0;f 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
okBaQH2lUl 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
@Z@S;RWSU 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
