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：
b6;MTz*k> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
0>m$e(Z •光栅布局
模拟和后处理分析
Ox
,Rk 布局layout
R[j'< gd. 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
GF@` ~im 图1.二维光栅布局
ih("`//nP !}|'1HIC 用VB脚本定义一个2D光栅布局
@ [FO;4w UK'8cz9 步骤：
i*l =xW;bM 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
-c8h!.Q$ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Jm=3 %H Wafer Dimensions：
TyO]|Q5 Length (mm): 8.5
S9 *68l Width (mm): 3.0
0 {d)f1 Y A+R!t:F{ 2D wafer properties:
DQObHB8L Wafer refractive index: Air
xGOmvn^lQ 3 点击 Profiles 与 Materials.
DQ$m@_/4w ~2[kCuu 在“Materials”中加入以下
材料：
??Urm[Y.Z Name: N=1.5
\Dr( /n Refractive index (Re:): 1.5
v\(6uej^ Q-iBK *-w Name: N=3.14
c;KMox/ Refractive index (Re:): 3.14
Wt5pK[JV gr!!pp; 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
9h+T O_T@F Name: ChannelPro_n=3.14
?W dY{;& 2D profile definition, Material: n=3.14
M!hD`5.3 sc-+?i Name: ChannelPro_n=1.5
#3>jgluM' 2D profile definition, Material: n=1.5
modem6#x' *k&V;?x|wt 6．画出以下波导结构：
U$@}!X a. Linear waveguide 1
nql{k/6 Label: linear1
6* 1f -IbV Start Horizontal offset: 0.0
( ?e
Et& Start vertical offset: -0.75
, <7HLV End Horizontal offset: 8.5
Rm_+kp@\ End vertical offset: -0.75
ifWQwS/,a Channel Thickness Tapering: Use Default
-oZw+ge} Width: 1.5
non5e)w3@ Depth: 0.0
;*Mr(#R Profile: ChannelPro_n=1.5
/&qE,>hd.+ D{6BX-Dw. b. Linear waveguide 2
5ld?N2<8/ Label: linear2
Nw ,|4S Start Horizontal offset: 0.5
Jz0AYi Cq Start vertical offset: 0.05
zk@s#_3ct End Horizontal offset: 1.0
=Y^K
End vertical offset: 0.05
\,m*CYs` Channel Thickness Tapering: Use Default
O#!|2qN Width: 0.1
^VnnYtCRz Depth: 0.0
00-2u~D& Profile: ChannelPro_n=3.14
p L*aU=FjQ Yp3 y%n 7.加入水平平面波：
%<|<%~l& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
m U [ Input field Transverse: Rectangular
$E 8 }||d X Position: 0.5
+~==qLsU Direction: Negative Direction
'" hSX= Label: InputPlane1
Y~r)WV!G 2D Transverse:
z t Center Position: 4.5
6 \UIp#X Half width: 5.0
g%)cyri Titlitng Angle: 45
osO\i b_% Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
PgP\v -. 图2.波导结构（未设置周期）
d|gfp:Z`a mTL` 8hv? 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
S s+ 将Linear2代码段修改如下:
[T3%Xt'4 Dim Linear2
dtG>iJ for m=1 to 8
6 Xn9$C) Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
8"[{[<- Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
d&ff1(j( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
(6
RWI# Linear2.SetAttr "Depth", "0"
@bAu R Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
e?o/H Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
&- My[t Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
}:s.m8LC5n Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
s|[qq7 1bDXv, nD 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。
k O.iJcZg 图3.光栅布局通过VB脚本生成
*k?y+}E_f v@fy*T\3 设置仿真参数
|v#rSVx 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
ra@CouR^c{ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
@ L 6)RF TE simulation
j]mnH`#BL Mesh Delta X: 0.015
oykb8~u}} Mesh Delta Z: 0.015
jnM}N:v Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
\nTV;@F 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
}P\6}cK Number of Anisotropic PML layers: 15
L{XW2 c$h 其它参数保持默认
+KTHZpp!c2 运行仿真
Zv8GrkK • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
P*ZMbAf. • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
4`o<e)c3 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
wI WO?w2 ?O]RQXsZ2 远场分析
衍射波
I;UT; /E2 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
R$Qhu xT| 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
\W\*'C8q\ 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
3 m & 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)
#\K"FE0PGz 图4.远场计算对话框
N&$ ,uhmO +A$>F@ u 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8WKY 4nkj Wavelength: 0.63
bFH`wL W Refractive index: 1.5+0i
5x,/p Angle Initial: -90.0
gr@Ril^ Angle Final: 90.0
50T^V`6 Number of Steps: 721
P%!=Rj^ 2m Distance: 100, 000*wavelength
PY+ 4OZ$ Intensity
V&Rwj_Y 43O5|8o 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1FT3d 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
`'pAiu 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
