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：
_]1dm)% •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
N4!YaQQ;} •光栅布局
模拟和后处理分析
LYGFE jS[ 布局layout
6VolTy@(x 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
]jG%<j9A 图1.二维光栅布局
.qy._C2(
Nol',^) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
RmO-".$yt |^Try2@ 步骤：
R_uA!MoLs 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
b'Z#RIb 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =NA L*4 c+ Wafer Dimensions：
N_$ X4.7p Length (mm): 8.5
/+2^xEIjE Width (mm): 3.0
?ZdHuu DN~ ~Ht[kO 2D wafer properties:
,bmiIW % Wafer refractive index: Air
&k &tk E 3 点击 Profiles 与 Materials.
ma~WJ0LM\ QYVT"$ = 在“Materials”中加入以下
材料：
:CSys62 Name: N=1.5
#PoUCRRC Refractive index (Re:): 1.5
~yt+xWV $]\N/}1 v Name: N=3.14
%whPTc0P Refractive index (Re:): 3.14
/ !jd%,G D!J
("~[3 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
U;OJ .a9 Name: ChannelPro_n=3.14
QtkyKR 2D profile definition, Material: n=3.14
iK(n'X5i yXc/Nl% Name: ChannelPro_n=1.5
:b^tu 8E 2D profile definition, Material: n=1.5
R JnRbaC @luv;X^% 6．画出以下波导结构：
p8[Z/]p a. Linear waveguide 1
jFw?Ky2 Label: linear1
1P3 ^il7 Start Horizontal offset: 0.0
Wh(V?!^@5 Start vertical offset: -0.75
lj@c"Yrk End Horizontal offset: 8.5
/V46 :` V End vertical offset: -0.75
65 =i`!f Channel Thickness Tapering: Use Default
rxIfatp^ Width: 1.5
n8A*Y3~R Depth: 0.0
nW{ ).
P Profile: ChannelPro_n=1.5
#]:yCiA uV52ko, b. Linear waveguide 2
:v
P zw! Label: linear2
~( - B%Az Start Horizontal offset: 0.5
w80g) 4V+ Start vertical offset: 0.05
|6"zIHvtc End Horizontal offset: 1.0
0#G&8*FMN End vertical offset: 0.05
q,^^c1f Channel Thickness Tapering: Use Default
3Q ~ng2Wv% Width: 0.1
4B-v\3Ff Depth: 0.0
x76<u:
Profile: ChannelPro_n=3.14
9FX'Uw s u <%,Ql 7.加入水平平面波：
(3%NudkwT Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
fwf]1@# Input field Transverse: Rectangular
"[BuQ0(g X Position: 0.5
] 5YG*sD4 Direction: Negative Direction
KFLIO>hE Label: InputPlane1
[j eZZB 2D Transverse:
)e4nKh], Center Position: 4.5
or]8;eQ? Half width: 5.0
r_-iOxt~5 Titlitng Angle: 45
c3`X19'%fM Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
?X]7jH<iw; 图2.波导结构（未设置周期）
4 rw<C07Z y2T JDb1 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
y_Bmd 将Linear2代码段修改如下:
+g/y)] AP Dim Linear2
`Q, moz for m=1 to 8
g.s~Ph- G Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
06]J] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
D5]T.8kX(7 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
+K;
X$kB Linear2.SetAttr "Depth", "0"
&f|LjpMCf Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
)4D |sN Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
*t 3fbD Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
S$=])^ dur Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
+'N?`l6< <n vz*s 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
ql2>C.k3L 图3.光栅布局通过VB脚本生成
U9y[b82 Mf<P ms\F 设置仿真参数
H`9E_[ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
<I&X[Sqp 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
J3oH ^ TE simulation
-Z-|49I/mN Mesh Delta X: 0.015
(m|p|rL Mesh Delta Z: 0.015
4B d[r7 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
ss-{l+Z5 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
qY l%v Number of Anisotropic PML layers: 15
:;#^h] Q 其它参数保持默认
6*lTur9ni 运行仿真
v<ASkkh> • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
@v2_gjRe • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
y['$^T?oP • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
]KA|};> ow l <Tkg9 远场分析
衍射波
^Cst4=:W 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
qdx(wGG 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
[W , E j 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
d!D#:l3; 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)
==RYf*d 图4.远场计算对话框
h
rW ,gVA^]eDh 5. 在远场对话框，设置以下参数：
,ZHIXylZ Wavelength: 0.63
r,cV( Refractive index: 1.5+0i
c/jU+,_g Angle Initial: -90.0
J2f}{! b+I Angle Final: 90.0
pV9$Vg?-H Number of Steps: 721
\'x F\ V Distance: 100, 000*wavelength
I% ivY Intensity
o+*YX!]#L 2`9e20 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
j_H9l ,V 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
j2#RO>`,I 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
