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：
2+Oz$9`. •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
*adznd •光栅布局
模拟和后处理分析
z;ku*IV 布局layout
sZ;Gb^{Z 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
X{<taD2~ 图1.二维光栅布局
ayQ eT !~vx|_$# 用VB脚本定义一个2D光栅布局
%wI)uJ2 >Bu9 D 步骤：
f^ZhFu? 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
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~p n 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 pf%; * Wafer Dimensions：
cOZBl;} Length (mm): 8.5
=;E0 PB_w Width (mm): 3.0
*M_^I )*L ect$g# 2D wafer properties:
[J(b"c6 Wafer refractive index: Air
h=JW^\?\] 3 点击 Profiles 与 Materials.
3 :xKq4? F ^aD# 在“Materials”中加入以下
材料：
7(a1@ V H Name: N=1.5
Nh} u]<B Refractive index (Re:): 1.5
gVI`&W__, t\ TxK 7i Name: N=3.14
_N)&<'lB< Refractive index (Re:): 3.14
Px9 K #TC}paIpj 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ST0TWE' Name: ChannelPro_n=3.14
Pai8r%Zfu 2D profile definition, Material: n=3.14
>EZ ZEd ^!0z+M:>^ Name: ChannelPro_n=1.5
M ?AX :0 2D profile definition, Material: n=1.5
/oLY\>pD N u\<Xr8 6．画出以下波导结构：
z[my f] @ a. Linear waveguide 1
/y 6f ~F Label: linear1
,D]g]#Lq Start Horizontal offset: 0.0
?u/UV,";y Start vertical offset: -0.75
U_ j[<.aN) End Horizontal offset: 8.5
6,MQT,F End vertical offset: -0.75
<;O^3 _' Channel Thickness Tapering: Use Default
^FkB/j Width: 1.5
:Fu 7T1 Depth: 0.0
V X>j2Z' Profile: ChannelPro_n=1.5
E`<ou_0N@q 9I;~P & b. Linear waveguide 2
4*Gv0#dga Label: linear2
s{8=Q0^ Start Horizontal offset: 0.5
:FfEjNil Start vertical offset: 0.05
E_D Q.!U!o End Horizontal offset: 1.0
'Cz*p, End vertical offset: 0.05
RyG6_ G} Channel Thickness Tapering: Use Default
} .Z ` Width: 0.1
t|h c`| Depth: 0.0
DV[FZ Profile: ChannelPro_n=3.14
@rDBK] V LME&qKe5 7.加入水平平面波：
6H5o/ )Q~ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
g mgri Input field Transverse: Rectangular
{"%a-*@% X Position: 0.5
1 ]
cLbJ Direction: Negative Direction
Y6Cm
PxOQ Label: InputPlane1
#D|%r-:" 2D Transverse:
U]_WX(4 @ Center Position: 4.5
EhM=wfGKw Half width: 5.0
#;W4$ q Titlitng Angle: 45
K/ &` Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
#ojuSS3 图2.波导结构（未设置周期）
X0-PJ-\aD@ *w O~RnP 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。
}^$1<GT 将Linear2代码段修改如下:
*Egg*2P;"Q Dim Linear2
s }OL)rW=} for m=1 to 8
a$Y{ut0t( Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
W=w]`' Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
qsbV)c Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
EU% v
|] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
s-+-?$K Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
C ;K+ITlJ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
s x ph #E% Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
KK2YT/K$SG Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
unew
XHA Z`M pH 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。
9d- '%Q>+ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
}2"W0ZdWD DB-79U %W 设置仿真参数
$fT5Vc]B4 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
PpBptsb^|J 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
%;v~MC @ TE simulation
K: $mEB[c< Mesh Delta X: 0.015
Skg/iH"( Mesh Delta Z: 0.015
=E%@8ZbK Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
3di;lzGq 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
%=9o'Y,4 Number of Anisotropic PML layers: 15
Z_xQ2uH$: 其它参数保持默认
G?=&\fg_: 运行仿真
*pSnEWwE • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2EZ7Vdz2 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
:r hB= • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
o5DT 1>h `iM%R3& 远场分析
衍射波
jX8)Ov5Mv 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
2|& S2uq 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
w43b=7 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
3en6 7l 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)
: slO0 图4.远场计算对话框
Xb>SA|6[| gN:F5 0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
.R"VLE| Wavelength: 0.63
{}ADsh@7d' Refractive index: 1.5+0i
aK;O zB) Angle Initial: -90.0
ksOsJ~3) Angle Final: 90.0
t,JX6ni Number of Steps: 721
{ .A N4 Distance: 100, 000*wavelength
/KF@Un_Ow Intensity
sL~4 ~178 lG Wz 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
4c 8{AZ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
W}TP(~x'N 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
