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：
5 p]urfN-f •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
dyQ<UT •光栅布局
模拟和后处理分析
K]H"qG.K 布局layout
O" X!S_ R 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
G:h;C] .
图1.二维光栅布局
1}n)J6m ^-e3=& 用VB脚本定义一个2D光栅布局
)9A<fwpN P\*2c*,W; 步骤：
F?RCa j 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
S+_A
<p 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 X*0eN3o. Wafer Dimensions：
&;NNU T>Q Length (mm): 8.5
J]=aI>Ow Width (mm): 3.0
l(k rUv i
h`y0(< 2D wafer properties:
1eE]4Z4Q Wafer refractive index: Air
Y-neD?V N 3 点击 Profiles 与 Materials.
ev ndw> 7N} \1Di5 在“Materials”中加入以下
材料：
:N*q;j> Name: N=1.5
"EOk^1,y Refractive index (Re:): 1.5
6?<`wGs( Q?Bj q> Name: N=3.14
) <}VP&:X Refractive index (Re:): 3.14
=XRgT1>e tvj'{W 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
j-I6QUd Name: ChannelPro_n=3.14
Y>dg10= 2D profile definition, Material: n=3.14
%CsTB0Y7n, N)
V7yo? Name: ChannelPro_n=1.5
2t]! {L 2D profile definition, Material: n=1.5
9|G=KN)P: 8,H#t@+MT 6．画出以下波导结构：
RBv= a. Linear waveguide 1
9sO{1rF Label: linear1
0-t 4+T Start Horizontal offset: 0.0
R+ #.bQg Start vertical offset: -0.75
)K\k6HC. End Horizontal offset: 8.5
QX.F1T 2e? End vertical offset: -0.75
Be14$7 r Channel Thickness Tapering: Use Default
x%:> Ol Width: 1.5
HhQ PgjZ/ Depth: 0.0
A\PV@w%A i Profile: ChannelPro_n=1.5
vU \w3 !Lg}q!*%>V b. Linear waveguide 2
g*w-" %"O Label: linear2
]Gd]KP@S Start Horizontal offset: 0.5
V)?x*R*T) Start vertical offset: 0.05
fbx;-He! End Horizontal offset: 1.0
+poIgjq0 End vertical offset: 0.05
j_ywG{Jk Channel Thickness Tapering: Use Default
++p&
x{ Width: 0.1
%. 6?\w1e Depth: 0.0
*> &N
t Profile: ChannelPro_n=3.14
9^Vx*KVrU d,Dg"Z 7.加入水平平面波：
c;t(j'k` Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
u7 y7 Input field Transverse: Rectangular
w3?t})PB& X Position: 0.5
cnUU1Uz> Direction: Negative Direction
Kj<<&_B.H Label: InputPlane1
[%)B%h`XGf 2D Transverse:
`bt)'ERO%# Center Position: 4.5
We+FP9d % Half width: 5.0
)S;Xy`vO Titlitng Angle: 45
G/RheH
G Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
W%jX- 图2.波导结构（未设置周期）
?BWvF]p5/ tgF(=a]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。
OHtZ"^YG 将Linear2代码段修改如下:
[>]VN)_J5 Dim Linear2
'`goy%Wd for m=1 to 8
b8b PK< Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
:PjUl Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
OrH1fhh Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
kq.R(z+ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
XY t8vJ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
m+gG &`&u Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|s3HeY+Co Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
v,.n/@s|X Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_ ~#C $-T HOQ
_T4 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。
3v3V a~fm` 图3.光栅布局通过VB脚本生成
`_{ '?II 3L!&~'.Ro 设置仿真参数
me`$5Z` 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
I3[Ra Z2z{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+fQ$~vr{' TE simulation
Ug' nr Mesh Delta X: 0.015
LAVt/TcZS| Mesh Delta Z: 0.015
"s6_lhu=E7 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
u( G;57ms 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
;51!a C Number of Anisotropic PML layers: 15
eEZlVHM;O 其它参数保持默认
|(w#NE 5 运行仿真
EV,NJ3V • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
gl\{QcI8< • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
j 8A R# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
9DAwC:<r 4y}a, 远场分析
衍射波
\,#4+& 4b 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
nhxd 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
o?hw2-mH 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.E~&{5xQ 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)
nz?BLO= 图4.远场计算对话框
4J y,IKPp xcRrI|?eC 5. 在远场对话框，设置以下参数：
~S{\wL53 Wavelength: 0.63
.;v'oR1x5 Refractive index: 1.5+0i
)PNH| h Angle Initial: -90.0
exN#!& ;
Angle Final: 90.0
<EN[s Number of Steps: 721
Uo)<_nG Distance: 100, 000*wavelength
O*Pe [T5x' Intensity
pQ`L=#WM 5+"8q#X$ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_q4d gi z 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
_^s SI<&m 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
