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：
Bk]
`n'W •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
0ybMI+* •光栅布局
模拟和后处理分析
s<;{q+1# 布局layout
Yyw9IYB; 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
1:RK~_E 图1.二维光栅布局
Wr@q+Whq 0v#p4@Z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
5S[:;o ;{Yr| 步骤：
-Un"z6* 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
OepQ Z|2 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 V@+X4` T Wafer Dimensions：
g 'Wr+( A_ Length (mm): 8.5
r ?9".H Width (mm): 3.0
0+K<;5"63d Fr-Vq = j& 2D wafer properties:
,Iru_=Wk~ Wafer refractive index: Air
*TrpW?] Y& 3 点击 Profiles 与 Materials.
vXZ
) pd|l&xvka 在“Materials”中加入以下
材料：
#7"";"{ z| Name: N=1.5
N/[!$B0H@ Refractive index (Re:): 1.5
zDBm^ s 4b +_|kYb Name: N=3.14
*to#ZMR;! Refractive index (Re:): 3.14
C)~%(< D \p%D;g+c 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Xy}>O* Name: ChannelPro_n=3.14
t>Yl= 79, 2D profile definition, Material: n=3.14
l
GJ N;G7 'J)9# Name: ChannelPro_n=1.5
8g=];@z 2D profile definition, Material: n=1.5
,."wxP2u !hE F.S 6．画出以下波导结构：
a5(9~. 9 a. Linear waveguide 1
% .wx]:o Label: linear1
QVah4wFL*. Start Horizontal offset: 0.0
efuiFN; Start vertical offset: -0.75
|[ p]])
o End Horizontal offset: 8.5
{{)pb> E End vertical offset: -0.75
2k m0 Channel Thickness Tapering: Use Default
) NTpb Width: 1.5
D&=+PAX Depth: 0.0
2Ima15^+ F Profile: ChannelPro_n=1.5
L8oqlq(
9 qiq=v) b. Linear waveguide 2
8w#4T:hsuN Label: linear2
Ba t@ Start Horizontal offset: 0.5
b ! `6s Start vertical offset: 0.05
\= $G94% End Horizontal offset: 1.0
RjR+'<7E^ End vertical offset: 0.05
+ Hj SU2 Channel Thickness Tapering: Use Default
#G fM^sK Width: 0.1
x TqP`ljX Depth: 0.0
brK7|&R< Profile: ChannelPro_n=3.14
> jnx2$ flz7{W 7.加入水平平面波：
.krEfY& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
F=PBEaX Input field Transverse: Rectangular
FbH@qHSH X Position: 0.5
ulk/I-y Direction: Negative Direction
`-Tb=o}. Label: InputPlane1
m|;gl|dTB 2D Transverse:
06`caG|]-M Center Position: 4.5
uL:NWgN Half width: 5.0
/XNC^!z6Js Titlitng Angle: 45
m E'HRv Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Xc&J.Tw#4* 图2.波导结构（未设置周期）
-a l R8YU#D (Q 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。
/g8nT1k 将Linear2代码段修改如下:
jaIcIc=Pf Dim Linear2
r=xec@R]* for m=1 to 8
fJ=(o F= Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
I|2dV9y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
J3/e;5w2Z Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
iG"1~/U Linear2.SetAttr "Depth", "0"
W}|k!_/ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
b?2 \j} Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
p9 !jM\( Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
G7KOJZb+D Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
xCy D0^KY #Fgybokm 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。
7\H_9o0$ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
hM&VMa [ jF(R;?, 设置仿真参数
T hVq5 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
DYrci?8Ith 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
7f*b5$+r TE simulation
!Q}Bz*Y Mesh Delta X: 0.015
0IHAoV60 Mesh Delta Z: 0.015
<p?oFD_e4 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
A'D2uV 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
U.=T jCW Number of Anisotropic PML layers: 15
K_;?Sr= 其它参数保持默认
!<F5W <V 运行仿真
dZddo z_ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
) bd`U • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
d" a\`# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
q4v Hsy36 dIA1\;@ 远场分析
衍射波
J/rF4=j%xy 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
W@+ge]9m& 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
q9\(<<f| 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
g>a%
gVly 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)
B"`86qc 图4.远场计算对话框
1M?Sl?+j TXbi>t:/S{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
x 4`| [ Wavelength: 0.63
T: ! H^ Refractive index: 1.5+0i
er@. <Dc Angle Initial: -90.0
<d[GGkY]= Angle Final: 90.0
K]^Jl0 Number of Steps: 721
II\}84U2
. Distance: 100, 000*wavelength
:>jzL8 Intensity
[t*-s1cq G*-7}7OAs 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
fAR 6 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
`2j"Z.= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
