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：
!T
,=kh •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
r%X
M`;bQX •光栅布局
模拟和后处理分析
D/4]r@M2c 布局layout
#=ij </ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
e 6 >j
gy 图1.二维光栅布局
FU .%td=: Lw(tO0b2H 用VB脚本定义一个2D光栅布局
mSZg;7DE3* S0:Oep 步骤：
c VO- iPK 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
^u"WWLZ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {TJBB/B1 Wafer Dimensions：
83'+q((< Length (mm): 8.5
E?KPez Width (mm): 3.0
.Z"`:4O yuJ>xsM 2D wafer properties:
7w8 UnPuM Wafer refractive index: Air
mQ`2c:Rn&7 3 点击 Profiles 与 Materials.
e m )%U wxPl[)E 在“Materials”中加入以下
材料：
\ )> #`X Name: N=1.5
\QF0(*!! Refractive index (Re:): 1.5
J:ka@2>| t# y, 9>6 Name: N=3.14
hmG8
{h/ Refractive index (Re:): 3.14
X%(NI(+x, {.KD#W
$5 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
34k>O Name: ChannelPro_n=3.14
J6 5:MaS 2D profile definition, Material: n=3.14
QUvSeNSp PN<Vqt W Name: ChannelPro_n=1.5
z\8s |! 2D profile definition, Material: n=1.5
Pi9?l> ;PU'"MeB " 6．画出以下波导结构：
1-PlRQs.1 a. Linear waveguide 1
JhTr{8 { Label: linear1
Fo;:GX,b Start Horizontal offset: 0.0
Ty~z% =H Start vertical offset: -0.75
:i0;jWc b End Horizontal offset: 8.5
*!*%~h8V End vertical offset: -0.75
s3Zt)xQ3 Channel Thickness Tapering: Use Default
j;z7T;!i Width: 1.5
7gB?rJHV, Depth: 0.0
xJU]py~o Profile: ChannelPro_n=1.5
bqA `oR b\ Kr1Y3 [iNv b. Linear waveguide 2
4E2/?3 D Label: linear2
fR {_P Start Horizontal offset: 0.5
|pG0 .p4 Start vertical offset: 0.05
" Y^ 9g/ End Horizontal offset: 1.0
YX)Rs
Vf End vertical offset: 0.05
cZ)mp`^n7 Channel Thickness Tapering: Use Default
ONDO
xXs Width: 0.1
UpE +WzY Depth: 0.0
$0un`&W Profile: ChannelPro_n=3.14
`zw % r%iFsV_ 7.加入水平平面波：
qnWM %k Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
$U 9]v5 Input field Transverse: Rectangular
t6mv X Position: 0.5
:FH&#Eq~4 Direction: Negative Direction
M e ep Label: InputPlane1
>$- YNZA 2D Transverse:
hAc| a9 o Center Position: 4.5
U] GD6q Half width: 5.0
Jp}\@T. Titlitng Angle: 45
? nbu`K6T Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
5G(dvM-n 图2.波导结构（未设置周期）
y Z)9Hd xf,A<j (o 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。
2Vf2 42z_ 将Linear2代码段修改如下:
bolG3Tf| Dim Linear2
;s3\Z^h4kd for m=1 to 8
hwL`9.w Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
|W=-/~X Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
\O;/wf0Hg Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`sso Wn4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
G7v<Q,s Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
c(2?./\| Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
#Ktk[ "6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
DQP!e6 Of Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
ry=8Oq&[~ d4^x,hzV 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。
|%ZJN{!R 图3.光栅布局通过VB脚本生成
A/UO cl+N 7qUg~GJX 设置仿真参数
9s[ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
DC1.f(cdR 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
3BD&;.< r TE simulation
6m(? (6+;K Mesh Delta X: 0.015
G6W|l2P! Mesh Delta Z: 0.015
$':5uU1} Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
~]d 9 J 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
-C~zvP; a Number of Anisotropic PML layers: 15
rEC 其它参数保持默认
s5mJ
- 运行仿真
aQ\SV0 PI • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
32SkxcfrCK • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
^p9V5o • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
W#NZnxOX" |nnFjGC`~ 远场分析
衍射波
myN2G?>; 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
sZr \mQ~ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
X`WS&!C< 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
>4k Q9lXL 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)
Wex2Fd?DO 图4.远场计算对话框
$t}W,? L?j<KW 5. 在远场对话框，设置以下参数：
oi,KA Wavelength: 0.63
u pUJF`3 Refractive index: 1.5+0i
0uW)&>W Angle Initial: -90.0
'/ Hoq Angle Final: 90.0
[f lK Number of Steps: 721
G/},lUzLg Distance: 100, 000*wavelength
F
{L# Intensity
Q (yg bT F*Hov xez 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
I ZLCwaW 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
pKj: )6t" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
