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：
:=iM$_tp' •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
9sfB+]}h •光栅布局
模拟和后处理分析
oP|pOs\$p 布局layout
e B(S+p? 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
)|{1&F1 图1.二维光栅布局
< tu[ cA> 94qHY1 rp 用VB脚本定义一个2D光栅布局
p5twL ;EE&~&*w 步骤：
O5G<O(,\ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
K-"HcHuF 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ^ RcIE ( Wafer Dimensions：
])$. "g Length (mm): 8.5
`aO@ N( Width (mm): 3.0
UgnsV*e & =E"kv!e
2D wafer properties:
T;4gcJPn"M Wafer refractive index: Air
JEm?26n X 3 点击 Profiles 与 Materials.
lH,]ZA./ 3G%XG{dg 在“Materials”中加入以下
材料：
$8X t I Name: N=1.5
Fl#VK U3h Refractive index (Re:): 1.5
) L(d$N=Bd }(g+: ]p- Name: N=3.14
9GtVI^] Refractive index (Re:): 3.14
DiYJlD& MoKXl?B< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
#v~ S",*.f Name: ChannelPro_n=3.14
y3@x*_K8 2D profile definition, Material: n=3.14
~-`B SR (4{@oM#H6 Name: ChannelPro_n=1.5
aoakTi!} 2D profile definition, Material: n=1.5
sS1J.R RBK>Lws6 6．画出以下波导结构：
[:R P9r} a. Linear waveguide 1
nuQLq^e Label: linear1
o+X'(!Trw Start Horizontal offset: 0.0
Z_^Kl76D Start vertical offset: -0.75
k^dCX+ End Horizontal offset: 8.5
%<ptkZK# End vertical offset: -0.75
} ^GV(]K Channel Thickness Tapering: Use Default
#*>7X>,J Width: 1.5
3 R:7bex Depth: 0.0
Xb +if Profile: ChannelPro_n=1.5
4|@FO}rK[l ko+M,kjwR b. Linear waveguide 2
Og;$P 'U Label: linear2
[ y=$2 Start Horizontal offset: 0.5
53u.p c Start vertical offset: 0.05
I 3zitI; End Horizontal offset: 1.0
ZoNNM4M+ End vertical offset: 0.05
R/Dy05nloe Channel Thickness Tapering: Use Default
9tc@
Width: 0.1
Vm1 c-,)3 Depth: 0.0
#Zavdkw=d Profile: ChannelPro_n=3.14
I^(o3B 1z};"A 7.加入水平平面波：
Y%?!AmER Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Qh E("}1 Input field Transverse: Rectangular
[@. jL0> X Position: 0.5
E~ U p\f Direction: Negative Direction
d$?n6|4 Label: InputPlane1
pqQdr-aR= 2D Transverse:
K` _E>k Center Position: 4.5
T\e)Czz2- Half width: 5.0
Uwm[q+sTp Titlitng Angle: 45
c;~Llj
P Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
|_xiG~ 图2.波导结构（未设置周期）
A Fm*6 0C TNPGw! 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。
xX4^nem\G 将Linear2代码段修改如下:
VGDEP!)-8 Dim Linear2
]kplb0` for m=1 to 8
o2e h)rtB Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
rW%' M#!
= Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
tS Xjp Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
{}_Oo%IVGK Linear2.SetAttr "Depth", "0"
98%tws` Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
J >|:T Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
={i&F Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
bd 1J#V] Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
gmAKW4( f+*2K^B 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。
'a {5}8+8 图3.光栅布局通过VB脚本生成
2|NyAtPb5 \=G
Xe.}4d 设置仿真参数
MdoW qpC 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
(b 2^ d 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
o wY_cDzrH TE simulation
JK8@J9(# Mesh Delta X: 0.015
MVL }[ J Mesh Delta Z: 0.015
3]]6z K^i Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
UCj#t!Mw 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
\utH*;J|x Number of Anisotropic PML layers: 15
Xie dg y 其它参数保持默认
rnBeL _8 C 运行仿真
MLIQ 8= • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
?QIQ ,?. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Umwg
iw • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
[c!vsh]^ v*]Xur6e} 远场分析
衍射波
QEHZ=Yg%3 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
+p}Xmn 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
>E,L"&_ j 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
p|8Fl 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)
]:#$6D" 图4.远场计算对话框
__n"DLW J&Qy $itqg 5. 在远场对话框，设置以下参数：
d\Z4?@T<5 Wavelength: 0.63
3@ukkO) Refractive index: 1.5+0i
~t3?er& R Angle Initial: -90.0
3Co>3d_ Angle Final: 90.0
]~M {@h!< Number of Steps: 721
_,?H rL9 Distance: 100, 000*wavelength
0m!ZJH e Intensity
b2f2WY |z> n$0)gKN7 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
U"kK]Stk< 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
43Uy<%yb>} 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
