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：
M'*s5:i •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_~kw^!p>Kr •光栅布局
模拟和后处理分析
CM6% g f3 布局layout
C @(@n!o:! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
{)YbksrJ{ 图1.二维光栅布局
!_QI <=X ; pnF%co9 用VB脚本定义一个2D光栅布局
Z,& O8Jelf iw@rW5% '~ 步骤：
qeZ G/\, 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
|v&)O) Jg 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 7?P'f3)fG Wafer Dimensions：
|IgR1kp+. Length (mm): 8.5
l.Q Width (mm): 3.0
i7x &[b 0~|0D#klB 2D wafer properties:
M xTJgY Wafer refractive index: Air
Z@~gN5@,M 3 点击 Profiles 与 Materials.
FP@_V -
'gwh: 在“Materials”中加入以下
材料：
u 3WU0Z` Name: N=1.5
^<;W+dWdU Refractive index (Re:): 1.5
)nUdU
= m r!r08y f Name: N=3.14
~ua( Qm Refractive index (Re:): 3.14
l*Cul VX OC ! {8MR 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
pdu1 kL Name: ChannelPro_n=3.14
$LP(\T([ 2D profile definition, Material: n=3.14
2&6D`{"P >A Ep\ * Name: ChannelPro_n=1.5
K\xz|Gq 2D profile definition, Material: n=1.5
:~-: /b+~BvTh 6．画出以下波导结构：
xP8/1wd. a. Linear waveguide 1
t]xz7 VQ Label: linear1
b(Y
Start Horizontal offset: 0.0
z#{Y>.b Start vertical offset: -0.75
dXyMRGR Uq End Horizontal offset: 8.5
c <TEA End vertical offset: -0.75
SKG
U)Rn; Channel Thickness Tapering: Use Default
LkbD='\= Width: 1.5
>+O0W)g{o Depth: 0.0
~WrpJjI[ Profile: ChannelPro_n=1.5
l)r\SE1 +3,7 Apj b. Linear waveguide 2
F|%PiC,,qO Label: linear2
G|c jI* Start Horizontal offset: 0.5
,xwiJfG;
] Start vertical offset: 0.05
\VPw3 End Horizontal offset: 1.0
Fe8X@63 End vertical offset: 0.05
'4,?YcZ?S Channel Thickness Tapering: Use Default
z,Xj$wl Width: 0.1
*q}yfa35eR Depth: 0.0
fh#:j[R4e Profile: ChannelPro_n=3.14
8vx
ca]DcV P@y)K!{Nk 7.加入水平平面波：
|
BaEv\$K Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{$S "S j Input field Transverse: Rectangular
]& D dy&V X Position: 0.5
@!;A^<{ka Direction: Negative Direction
("`"?G Label: InputPlane1
b+Q{Z* 2D Transverse:
73qE!(
Center Position: 4.5
yLRe'5#m Half width: 5.0
,Uh^e]pC Titlitng Angle: 45
F=\
REq Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
D;sG9H ky 图2.波导结构（未设置周期）
uh\G6s!4/ uQG| r)
8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
'`8 ^P 将Linear2代码段修改如下:
" I LF!z Dim Linear2
S{llpp{E for m=1 to 8
(XK,g;RoEn Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
6{I7=.V Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
bI.hG32 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`yR/M"u6T Linear2.SetAttr "Depth", "0"
JCH9~n. Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
vhMoCLb Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
CG uuadNI Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
G
1{m" 1M Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
oVK?lQ~y CUDA<Fm 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Aa-5k3:x]= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
D)MFii1J~ 0H rvr 设置仿真参数
;$td n?| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
n)N!6u 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
[ __P-h{J TE simulation
{~&] Mesh Delta X: 0.015
H2iIBGu |L Mesh Delta Z: 0.015
L1_O!EQ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
PE.UNo>o 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
@l3&vt2=J Number of Anisotropic PML layers: 15
HRTNIx 其它参数保持默认
rvx2{1}I 运行仿真
lP=,|xFra • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
wsdZ wik • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
E2l" e?AN~ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
~ LI } Uhu?G0>O 远场分析
衍射波
\[!{tbK`2 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
vJr,lBHEk 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
JQ LQS 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
ju:}%' 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)
~ M7X] 图4.远场计算对话框
_W@sFv%sj |`y U \ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
/.s
L[X-G Wavelength: 0.63
p7+>]sqX Refractive index: 1.5+0i
RJ'za1@z;b Angle Initial: -90.0
<|'ETqP<+ Angle Final: 90.0
ipG 0ie+ Number of Steps: 721
YS4"TOFw Distance: 100, 000*wavelength
PL"=> Intensity
2cu2S"r zM8 jjB 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
*s, bz.[ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Lww&[|k. 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
