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：
{~ VgXkjsC •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
aabnlOVw •光栅布局
模拟和后处理分析
A fyEFn Y 布局layout
> AJtoJ=j 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
'xhX\?mD 图1.二维光栅布局
flnoK%wi 5s`NR<|2L 用VB脚本定义一个2D光栅布局
d.sxB}_O Sky!ZN'I 步骤：
S' lZ'H / 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
B usxg?= 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ~#N^@a Wafer Dimensions：
LsoP >vJG Length (mm): 8.5
EX=Q(} 9F< Width (mm): 3.0
)FYz*:f>& !Hxx6/ 2D wafer properties:
yS %J$o& Wafer refractive index: Air
U 8;k6WT| 3 点击 Profiles 与 Materials.
Sm{idky)[ Bzw~OB{!=J 在“Materials”中加入以下
材料：
6l<q Name: N=1.5
{O[a +r.n Refractive index (Re:): 1.5
,_D`0B6o [YLaR r Name: N=3.14
,aU_bve Refractive index (Re:): 3.14
3t)07(x_B eE '\h 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
^/U-(4O05* Name: ChannelPro_n=3.14
b[%sKl 2D profile definition, Material: n=3.14
@/g%l1$` amK"Z<V F Name: ChannelPro_n=1.5
/z.Y<xOc 2D profile definition, Material: n=1.5
KQ9~\No] n>" 0 y^v 6．画出以下波导结构：
1.6yi];6 a. Linear waveguide 1
IXDj;~GF Label: linear1
nRzD[ 3I Start Horizontal offset: 0.0
oYG9i=lZ Start vertical offset: -0.75
kFg@|#0v9 End Horizontal offset: 8.5
N`h, 2!(j End vertical offset: -0.75
ZBUEg7c Channel Thickness Tapering: Use Default
olB?"M=H Width: 1.5
v[E*K@6f Depth: 0.0
d,tGW Profile: ChannelPro_n=1.5
GWsvN&nr kj{z;5-dl b. Linear waveguide 2
$WED]X@X! Label: linear2
Dp3&@M"^yY Start Horizontal offset: 0.5
*<c, x8\s9 Start vertical offset: 0.05
#N.W8 mq End Horizontal offset: 1.0
D2z" Z@ End vertical offset: 0.05
gdPv,p19L Channel Thickness Tapering: Use Default
fkbHfBp[(A Width: 0.1
?Z 9C}t] Depth: 0.0
c6.S jV Profile: ChannelPro_n=3.14
|` B*\\ 1 Up*1j:_O 7.加入水平平面波：
@ qy
n[C Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
,@!io Input field Transverse: Rectangular
!W4A 9Th X Position: 0.5
R/Y9t8kk Direction: Negative Direction
7}>Zq`]~ Label: InputPlane1
4
;ybQ 2D Transverse:
W5z<+8R Center Position: 4.5
`S$zwot Half width: 5.0
\]uD"Jqv# Titlitng Angle: 45
K9O%SfshF Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
.$&mWytw= 图2.波导结构（未设置周期）
zW.I7Z0^ DLggR3K_\ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
:59fb" ^$ 将Linear2代码段修改如下:
je L RS8]; Dim Linear2
&\ 6Buw_ for m=1 to 8
}x!=F<Q!r Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
utOATjB.z Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Bp&7:snGt Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
G8AT]
= Linear2.SetAttr "Depth", "0"
cBcfGNTJ~ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
iXLOD uI Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
l Ox z&m Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
~C M%WvS Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
-7- r~zmr "}ibH{$lM 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
v 3\
| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
u*}[fQ`aF r:N =?X`N 设置仿真参数
8k [=$Ro 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
7 6 nrDE 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
n1!hfu7@s TE simulation
b^s978qn# Mesh Delta X: 0.015
WX~: Y,l+u Mesh Delta Z: 0.015
V Ioqn$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
w1 ;:B%!H 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
-%f$$7 Number of Anisotropic PML layers: 15
P'}WmE'B}F 其它参数保持默认
''D\E6c\ 运行仿真
lQ&"p+n • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
mv1g2 f+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_L8|Z V./ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
S fTTB'9 2><=U7~ 远场分析
衍射波
k ]>1@t 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
I'h|7y\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
TwfQq` 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
l 7T@<V 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)
3g79pw2w= 图4.远场计算对话框
/FJ.W<hw 6&9}M Oc 5. 在远场对话框，设置以下参数：
1 sJtkge: Wavelength: 0.63
~W/|RP7S Refractive index: 1.5+0i
O Ko)p`BX Angle Initial: -90.0
b?^CnMO Angle Final: 90.0
[k~}Fe) x Number of Steps: 721
2 .p?gRO Distance: 100, 000*wavelength
xVnk]:c Intensity
reP)&Fo -tPia=^ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
L.ML0H- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
ioW&0?,Ym 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
