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：
*iPs4Es- •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
OY+!aG@ . •光栅布局
模拟和后处理分析
ZYrKG+fkl 布局layout
Z@<q/2).| 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@gs26jX~2} 图1.二维光栅布局
!&'# a FrgW7`s[A 用VB脚本定义一个2D光栅布局
JqL<$mSep q2[+-B)m 步骤：
un.G6| S 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
%j~9O~- 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 I/u'bDq Wafer Dimensions：
~l;yr
@ Length (mm): 8.5
We[<B J o4 Width (mm): 3.0
kqjxJ 5 cZPbD;e: 2D wafer properties:
l
:f9Ih Wafer refractive index: Air
hVQ7'@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
=~,$V<+c
;5&k /CB1 在“Materials”中加入以下
材料：
THrc
H Name: N=1.5
xmCm3ekmpC Refractive index (Re:): 1.5
6 lB{Ao?| R1]v}f _I" Name: N=3.14
;m-6.AV Refractive index (Re:): 3.14
>l7eoj 34"{rMbQ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
@C!JtgO% Name: ChannelPro_n=3.14
YR$tPe 2D profile definition, Material: n=3.14
U'J P1\ 8Uj68Jl? Name: ChannelPro_n=1.5
FCs yKdM 2D profile definition, Material: n=1.5
QT7w::ht z'5;f; 6．画出以下波导结构：
$K=K?BV[ a. Linear waveguide 1
pkrl@ jv > Label: linear1
Y2RxD\!Z Start Horizontal offset: 0.0
6Y0/i,d* Start vertical offset: -0.75
@\x, ;!N@ End Horizontal offset: 8.5
ucIVVT(u End vertical offset: -0.75
<) >gg! Channel Thickness Tapering: Use Default
eY0Ly7 Width: 1.5
z6GL,wo# Depth: 0.0
$ioaunQKP Profile: ChannelPro_n=1.5
VWnu #_( avYh\xZ b. Linear waveguide 2
(E2lv#[ Label: linear2
m)tI Start Horizontal offset: 0.5
:X1`wBu Start vertical offset: 0.05
DzX6U [= End Horizontal offset: 1.0
_*OaiEL+: End vertical offset: 0.05
|THkS@B r Channel Thickness Tapering: Use Default
R 47I\{ Width: 0.1
-y7l ?N5F> Depth: 0.0
Z_eqM4{ Profile: ChannelPro_n=3.14
JC Cx 5 ,d/CU 7.加入水平平面波：
\rw'QAi8r Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
>X@.f1/5X Input field Transverse: Rectangular
a8 lo!e9q X Position: 0.5
Px^<2Q%Fs Direction: Negative Direction
^qSf Label: InputPlane1
.q'FSEkMJ 2D Transverse:
&L[8Mju6 Center Position: 4.5
x r+E Half width: 5.0
z~A(IQO Titlitng Angle: 45
)nbyV a Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
M O(5-R` 图2.波导结构（未设置周期）
Hsux>+Q ] BP^.N = 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。
5BGv^Qb_2 将Linear2代码段修改如下:
HeAc(_=C Dim Linear2
.[eSKtbc ) for m=1 to 8
s]V{}bY` Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
l#J>It\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
5u=U-- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
O7L6Htya Linear2.SetAttr "Depth", "0"
#q ^>qX
y Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
QVA!z## Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
sV Z}nq{ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
hE?GO, Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
l*V72!Mv s3fG X|; 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。
u0$5Fd&X 图3.光栅布局通过VB脚本生成
N]<~NG:6b z<C~DH 设置仿真参数
iaq:5||, 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
8mQd*GGu1 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
2[bR6 T89 TE simulation
?),K=E +=U Mesh Delta X: 0.015
::Ve ,-0 Mesh Delta Z: 0.015
b "AHw?5F Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
s\K-(`j} 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
RAXJsF^5o Number of Anisotropic PML layers: 15
='l6&3X 其它参数保持默认
T=)L5 Vuq< 运行仿真
W0C$*oe!_i • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
h?O%XnD • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
LnACce
?b • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
=K&q;;h j(2tbWg9- 远场分析
衍射波
/(}l[jf 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
s 13 d* 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Q0oDl8~ 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
hc~#l # 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)
?\ i,JJO 图4.远场计算对话框
PeR<FSF ,i \?Oa}&k$F8 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Zp P6Q Wavelength: 0.63
m$e@<~To Refractive index: 1.5+0i
TTjjyZ@ Angle Initial: -90.0
N6 Cc%, Angle Final: 90.0
085 ^!AZ Number of Steps: 721
)Z`viT Distance: 100, 000*wavelength
cVt$#A) Intensity
9H Bx[2& RI ].LB_ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
] { l
O 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
X$Qi[=L 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
