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：
PMzPe"3M •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
E Z95)pk •光栅布局
模拟和后处理分析
N6M o | 布局layout
Z<6XB{Nh\ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
kZ XsL 图1.二维光栅布局
w,fA-*bZ 0 5(0f"zY 用VB脚本定义一个2D光栅布局
1Uz sw L P? E 步骤：
jEwfa_Q% 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
WV]%llj^ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 <u2 rb6 Wafer Dimensions：
cs[_5r&: Length (mm): 8.5
@giJ&3S, Width (mm): 3.0
GMq eC bkfwsYZx 2D wafer properties:
C'mYR3?m; Wafer refractive index: Air
CPssk,q~C 3 点击 Profiles 与 Materials.
/ 4 P+ 41f4zisZ 在“Materials”中加入以下
材料：
|F _ Z Name: N=1.5
))Ws{ Refractive index (Re:): 1.5
ZPHiR4fQli es}j6A1 Name: N=3.14
V7}5Z w1 Refractive index (Re:): 3.14
0'T*l 2Z`2 QJ2V&t"3 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
0?hJ!IT;q7 Name: ChannelPro_n=3.14
P%`|Tu!B 2D profile definition, Material: n=3.14
fx &b*O C z s! }P Name: ChannelPro_n=1.5
+DMD
g. 2D profile definition, Material: n=1.5
[J4
Aig /5 rWcX 6．画出以下波导结构：
u~MD?!LV a. Linear waveguide 1
t?J Y @hT* Label: linear1
|DAe2RK Start Horizontal offset: 0.0
KUs\7Sb Start vertical offset: -0.75
!vNZ- } End Horizontal offset: 8.5
2
MFGKz O End vertical offset: -0.75
g wM~W Channel Thickness Tapering: Use Default
6*3J3Lc_< Width: 1.5
Q"UWh~ Depth: 0.0
So &c\Ff Profile: ChannelPro_n=1.5
2,.%]U a%f?OsY b. Linear waveguide 2
OnGtIY Label: linear2
d5?"G Fy Start Horizontal offset: 0.5
\wW'Hk = Start vertical offset: 0.05
3,qq\gxB End Horizontal offset: 1.0
a&yIH;- End vertical offset: 0.05
Ta ;'f7Oz Channel Thickness Tapering: Use Default
b"x[+&%i Width: 0.1
VT.BHZ Depth: 0.0
< YU+W"jQT Profile: ChannelPro_n=3.14
xs jJ8>G /9/svPc] 7.加入水平平面波：
d0(GE4+/ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
y>+xdD0 + Input field Transverse: Rectangular
c-S_{~~ X Position: 0.5
X I6L PA0% Direction: Negative Direction
@bu5{b+8 Label: InputPlane1
B- 63IN 2D Transverse:
~_vzss3-C Center Position: 4.5
qta^i819 Half width: 5.0
wm@ />X Titlitng Angle: 45
z0ULB? *" Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
HA}pr6Z 图2.波导结构（未设置周期）
6*@\Qsp615 :/e= J 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。
,BuN]9# 将Linear2代码段修改如下:
bJ8~/d]+ Dim Linear2
Z,~"`9>Ss for m=1 to 8
Y, 1sNg Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
8 jom)a Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
.BLF7>
M1 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
f@ roRn8p? Linear2.SetAttr "Depth", "0"
z!09vDB^ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
{b F95Hs- Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
D8+68_BEM Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
rV LUT Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Ydv\a6 =6#tJgg8 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。
;9cBlth h 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Y~=]RCg mPHn &4 设置仿真参数
o!Vs{RRu} 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Up|\&2_ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
,}&E=5MF\ TE simulation
o^59kQT Mesh Delta X: 0.015
o6e6Jw Mesh Delta Z: 0.015
5[WhjTo Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
B7 Um G)C 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
)]2yTG[ Number of Anisotropic PML layers: 15
/f!_dJ^ 其它参数保持默认
H!dUQ 运行仿真
Ed/@&52z0 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
H LMEB0zh^ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
c"+N{$ vp • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
V'h
O bTzVm qGY 远场分析
衍射波
^
K 8JE, 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
#80*3vi~F 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
:=#*[H 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
#&\ hgsw/T 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)
uNLB3Rdy} 图4.远场计算对话框
v | /I N fT i,S)F' 5. 在远场对话框，设置以下参数：
!M~p __ Wavelength: 0.63
{aq\sf;i{ Refractive index: 1.5+0i
g
j`"| Angle Initial: -90.0
nbYkr*: "t Angle Final: 90.0
Fi{~UOZg Number of Steps: 721
xh> /bU!> Distance: 100, 000*wavelength
x q93>Hs Intensity
6Rn_@_Nn)f t#|E.G:= 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
P[{w23`4 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
qQR> z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
