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：
yb',nGl~ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
9Do75S{( •光栅布局
模拟和后处理分析
.rk5 u4yK 布局layout
o Unb-,8n 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@ !")shc 图1.二维光栅布局
ysOf=~ 1 ^rJTlh
9 用VB脚本定义一个2D光栅布局
n' mrLZw Ij(<(y{?Q1 步骤：
hn2:@^=f 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
9 wR D=a 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 LKvX~68 Wafer Dimensions：
_\d|`3RM Length (mm): 8.5
l!:bNMd Width (mm): 3.0
"~ID.G|< /}@F
q 2D wafer properties:
N%f" W&ci Wafer refractive index: Air
#|E#Rkw! 3 点击 Profiles 与 Materials.
qR
cSB I+
|uyc 在“Materials”中加入以下
材料：
"J,|),Yd Name: N=1.5
Nmx\qJUR( Refractive index (Re:): 1.5
FBl,Mky X >7Pqn' Name: N=3.14
-E\G3/*51 Refractive index (Re:): 3.14
* N$XQ {o '|]}f }Go 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9mHCms Name: ChannelPro_n=3.14
XcoX8R%U 2D profile definition, Material: n=3.14
]@9W19=P!P a&G{3#l Name: ChannelPro_n=1.5
`>\
~y1 2D profile definition, Material: n=1.5
=iW hK~S H &ek"nP_ 6．画出以下波导结构：
'G65 zz a. Linear waveguide 1
!X7z y9 Label: linear1
=* 'yGB[x) Start Horizontal offset: 0.0
4 Vi*Qa_,y Start vertical offset: -0.75
\{<ml n End Horizontal offset: 8.5
&5K3AL End vertical offset: -0.75
]7 <$1ta Channel Thickness Tapering: Use Default
?H8w;Csq- Width: 1.5
?x ",VA Depth: 0.0
fZf>>mu@r' Profile: ChannelPro_n=1.5
#8t =vb3 :a Cf@:'] b. Linear waveguide 2
&c-V
QP ( Label: linear2
Po=:-Of: Start Horizontal offset: 0.5
{s@!N Start vertical offset: 0.05
`Zuo`GP*1 End Horizontal offset: 1.0
P4"BX*x End vertical offset: 0.05
'KmM %tN Channel Thickness Tapering: Use Default
Lf x a^0 Width: 0.1
by9UwM =gp Depth: 0.0
0(c,J$I]Z! Profile: ChannelPro_n=3.14
]u|FcwWc3 sB: e:PK 7.加入水平平面波：
\68bXY. Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
MMjewGxe Input field Transverse: Rectangular
NUiv"tAY X Position: 0.5
2A Direction: Negative Direction
^4WZ%J#g Label: InputPlane1
Q-h< av9 2D Transverse:
IrRy1][Qr Center Position: 4.5
I SZE P8w Half width: 5.0
x!I@cP#O Titlitng Angle: 45
ZWyf.VJ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
uq6>K/~D 图2.波导结构（未设置周期）
|7|'J Ty GKg #nXS 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。
)]Zdaw)X 将Linear2代码段修改如下:
x s6 !NY Dim Linear2
Se??E+aX for m=1 to 8
L7 FFa:# Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
SgQmR #5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
|LIcq0Z Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
.vmCKZ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
C A|W4f} Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
2|!js t Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
0@' -g^PS Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
_Hq)@A I Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
}:?_/$}; uuHs) 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
(Z@- e^R 图3.光栅布局通过VB脚本生成
/3 L4K D@w&[IF 设置仿真参数
mtFC H 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
agoMsxI9 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Wf:X) S7 TE simulation
sn[<Lq Mesh Delta X: 0.015
\RVfgfe Mesh Delta Z: 0.015
3KD:JKn^ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
r^s$U,e#~ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
@(/$;I, Number of Anisotropic PML layers: 15
G?s;L NR 其它参数保持默认
pTQ7woj} 运行仿真
!+hw8@A • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Nsy>qa7 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
29@m:=-}7 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
L eUp! 0a?[@ -Sz 远场分析
衍射波
AA|G &&1y
1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
K#v @bu:' 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
>r:z`^p 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
k fOd|- 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)
!9C]Fs*`? 图4.远场计算对话框
5?#AS#TD' !9zs>T&9a\ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
3gCP ?%R Wavelength: 0.63
U&+lw = Refractive index: 1.5+0i
!M6Km(> Angle Initial: -90.0
A8nf"mRD: Angle Final: 90.0
PVq y\i Number of Steps: 721
$xcU*?=K Distance: 100, 000*wavelength
0a$hK9BH Intensity
cpq0' x \ jA3Ir;a 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
a,t]> z95 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
&C/,~pJ1S 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
