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：
SuznN
L=/$ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
=;k |*Ny •光栅布局
模拟和后处理分析
l%ZhA=TKQ 布局layout
l,
wp4 L l 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Bq >m{ 图1.二维光栅布局
67TwPvh u-TUuP 用VB脚本定义一个2D光栅布局
DlT{` B *vM0 步骤：
OSJ$ d 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
v<;Md-< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 +"(jjxJm Wafer Dimensions：
,[Fb[#Qqb Length (mm): 8.5
*=n:- Width (mm): 3.0
t5zKW _J7 +V+a4lU14 2D wafer properties:
d3Rw!slIq Wafer refractive index: Air
Fi1@MG5$2 3 点击 Profiles 与 Materials.
*A< 5*Db:F &zs$x?/ 在“Materials”中加入以下
材料：
-N@|QK> Name: N=1.5
*H122njH+T Refractive index (Re:): 1.5
h~26WLf. W m|lSisY Name: N=3.14
t
Pf40`@ Refractive index (Re:): 3.14
6RM/GM 1cGmg1U ; 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
~Z+%d9ode Name: ChannelPro_n=3.14
3F0 N^)@ 2D profile definition, Material: n=3.14
9cg U T@a 2%> FR4a Name: ChannelPro_n=1.5
C7vxw-o|&p 2D profile definition, Material: n=1.5
Tr|JYLwF P$sxr 6．画出以下波导结构：
X|[`P<'N< a. Linear waveguide 1
q =Il|Nb> Label: linear1
]~%6JJN7 Start Horizontal offset: 0.0
^ &)|sP Start vertical offset: -0.75
I |J/F}@p End Horizontal offset: 8.5
OH"XrCX7n End vertical offset: -0.75
{U1m.30n Channel Thickness Tapering: Use Default
w:l"\Tm Width: 1.5
s7EinI{^ Depth: 0.0
T KjFp% Profile: ChannelPro_n=1.5
@H<q"-J <X5 fUU"+U b. Linear waveguide 2
<1 pEwI~ Label: linear2
KF/-wZ"1s Start Horizontal offset: 0.5
?}7p"3j'z Start vertical offset: 0.05
KU;9}!# End Horizontal offset: 1.0
�{x7, End vertical offset: 0.05
gJhiGYx Channel Thickness Tapering: Use Default
a: S - Width: 0.1
6 r_)sHf Depth: 0.0
{Pm Z9 Profile: ChannelPro_n=3.14
&0f,~ /%Z v3qA":(w+( 7.加入水平平面波：
'n|5ZhXPB Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
^t"'rD-I Input field Transverse: Rectangular
uGt -l4 X Position: 0.5
QM]YJr3r E Direction: Negative Direction
T )})
pt!V Label: InputPlane1
y==CT Y@ 2D Transverse:
fzA9'i` Center Position: 4.5
m4g$N) Half width: 5.0
" v GW2~*) Titlitng Angle: 45
X7 w Ky(g Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
E"@wek.- 图2.波导结构（未设置周期）
;6 w A" $A` VYJtt# 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
5Ph4<f` L~ 将Linear2代码段修改如下:
]~nKK@Rw Dim Linear2
Rh |nP&6 for m=1 to 8
V>
bCKtf& Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
eY\y E"3 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
p$>l7?h Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
[9 RR8 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=ruao'A Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
*:NQ&y*uj Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
f
{"?%Ku# Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
~nPtlrQa#* Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
.6V} 3q$-@ x ;')9/3 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
ZW }_Q s 图3.光栅布局通过VB脚本生成
g[t [/TV { V- v-f 设置仿真参数
@v B!u[{ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
)0R'(# 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
eIo7F m TE simulation
^KELKv, _ Mesh Delta X: 0.015
Ow077v ? Mesh Delta Z: 0.015
h-D }'R Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
JLJ;TM'4= 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
9I/N4sou Number of Anisotropic PML layers: 15
uH-)y,2& 其它参数保持默认
# u
+ v_ 运行仿真
eN~=*Mn(za • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
O#u=c1
?: • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
^ BL" wk • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6(e>P) PzR[KUK 远场分析
衍射波
{>%&(
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
+H2 -ZXr 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Jq^T1_iqn 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
-)/$M(Pu" 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)
Y5d \d\e/ 图4.远场计算对话框
y|q 3Wa =kqt 5. 在远场对话框，设置以下参数：
kM@zyDn, Wavelength: 0.63
Fr$5RAyg Refractive index: 1.5+0i
_Y[bMuUb= Angle Initial: -90.0
v A.MRu# Angle Final: 90.0
Pc o'l#: Number of Steps: 721
^Va1f'g Distance: 100, 000*wavelength
BV+ Bk+ Intensity
T"}vAG( .O
4YX3+oS 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
{GcO3G#FZ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
A nvRxb.e 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
