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：
giavJ| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
)yxT+g2! •光栅布局
模拟和后处理分析
Rn+4Dc R 布局layout
. >6 Wv0 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
J0220 _ 图1.二维光栅布局
2)/NFZ l!IKUzt )7 用VB脚本定义一个2D光栅布局
< Mf*l)%* HT`1E0G8) 步骤：
0NO1M)HQv 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
CL 7Nr@ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 d @rs3Q1z Wafer Dimensions：
k<4P6? Length (mm): 8.5
?Hy+'sq[ Width (mm): 3.0
VS/;aG$&y ?$%%Mp( 2D wafer properties:
. \5$MIF Wafer refractive index: Air
{)K](S
~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
5^)_B;.f rj H` 在“Materials”中加入以下
材料：
XrN- 2HTV Name: N=1.5
2Ji+{,?, Refractive index (Re:): 1.5
P -Fg^tl 8V5a%2eV Name: N=3.14
WtX>Q u| Refractive index (Re:): 3.14
(a{ZJI8_ zX 5G;,_ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
3x5!a5$Y Name: ChannelPro_n=3.14
x RX>|S 2D profile definition, Material: n=3.14
#s+X+fe E`@43Nz Name: ChannelPro_n=1.5
V,LVB_6 2D profile definition, Material: n=1.5
u3ds QU if~rp-\P 6．画出以下波导结构：
Q_}/ Pn$1 a. Linear waveguide 1
fA8ozL T Label: linear1
d bO# Start Horizontal offset: 0.0
Jyu`-=I t Start vertical offset: -0.75
YU\Gj S~>& End Horizontal offset: 8.5
,d
7Z End vertical offset: -0.75
3ps,u ozj Channel Thickness Tapering: Use Default
V-vlTgemwc Width: 1.5
:)P<jX-G Depth: 0.0
N8+P Profile: ChannelPro_n=1.5
]*o v&{' _+zV pZ b. Linear waveguide 2
(fXq<GXAn/ Label: linear2
AMk~dzNt Start Horizontal offset: 0.5
eF1.VLI Start vertical offset: 0.05
* bZ\@Qm End Horizontal offset: 1.0
#pu}y,QN$ End vertical offset: 0.05
7c::Qf[| Channel Thickness Tapering: Use Default
VG#Q;Xd} Width: 0.1
]P*!'iYN( Depth: 0.0
)vHi|~( Profile: ChannelPro_n=3.14
B| Q6! %CT!$Y'n 7.加入水平平面波：
]p$zvMf} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
$Sb@zLi) Input field Transverse: Rectangular
J~d TVBx X Position: 0.5
T}2:.Hk:N Direction: Negative Direction
uL>:tb Label: InputPlane1
nW&$~d 2D Transverse:
ve%l({ Center Position: 4.5
^/{4'\p Half width: 5.0
4e/cq N 6 Titlitng Angle: 45
,o)4p\nV Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
;o >WXw 图2.波导结构（未设置周期）
MF|*AB|E 5&qY3@I7l 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。
yfq>, 将Linear2代码段修改如下:
)KE_t^$ Dim Linear2
k5s ?lWH for m=1 to 8
6!Ri kEAh Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
2[BA( B Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
(txt8q Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
._ih$= Linear2.SetAttr "Depth", "0"
5Jw"{V?Ak Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
h60\ Y 8 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
>p |yf. G Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
j ]H E> Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
?'f^X$aS /h-6CR
Ka 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。
U IQ 6SvM 图3.光栅布局通过VB脚本生成
1g81S_T
. FpC~1Nau 设置仿真参数
r\bq[9dX> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
<O
bH f`Q 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
%/md"S TE simulation
.m!s". ?[ Mesh Delta X: 0.015
V7n >,k5 Mesh Delta Z: 0.015
(NM6micc Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
R
^^ 1/% 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
aa!a&L|! Number of Anisotropic PML layers: 15
Z]p8IH%~92 其它参数保持默认
aulaX/ '-_ 运行仿真
>eu
`!8 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
s8yCC #H" • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
tnNZ`]qY • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
^^'[%ok
sxt`0oE 远场分析
衍射波
S8v x[ < 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
,NDxFy;d 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
L EA;dSf 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
j]#wrm 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)
`TAcZl=8 图4.远场计算对话框
.oEFX8 "u,sRbL 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Xv8fPP( Wavelength: 0.63
:(+]b Refractive index: 1.5+0i
jJ*=Ghu- Angle Initial: -90.0
G u6[{u Angle Final: 90.0
|o|gP8 Number of Steps: 721
G1p 43 Distance: 100, 000*wavelength
v<%]XHN Intensity
2h5tBEOX.s )< l\jfx e 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
/XjN% | 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[Yn;G7cK 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
