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：
|]*]k`o<) •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
C/U^8,6\n •光栅布局
模拟和后处理分析
Dz3=ksXZ
布局layout
4:WN-[xX 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
-lAX -W 0 图1.二维光栅布局
J{` G= aOIE 9wO 用VB脚本定义一个2D光栅布局
}\?UmuolQ @Ge\odfF: 步骤：
*#\da]"{ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
PS7ta?V
QC 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 2M1}` H\ Wafer Dimensions：
;Hk{bz( Length (mm): 8.5
R9xhO! Width (mm): 3.0
jv_z%` Xt& rYv 2D wafer properties:
Wo+fMn( O Wafer refractive index: Air
_[SW8 9zk 3 点击 Profiles 与 Materials.
)\ ow/XPE
qp;eBa 在“Materials”中加入以下
材料：
js^+ {~ Name: N=1.5
RE 6d&#N Refractive index (Re:): 1.5
VI_8r5o c%tb6@C Name: N=3.14
aGSix}b1P Refractive index (Re:): 3.14
AYb-BaIc T8'm {[C 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_3YZz$07 Name: ChannelPro_n=3.14
]l/ PyX 2D profile definition, Material: n=3.14
I qD;* tr?U/YG Name: ChannelPro_n=1.5
cCa+UT xaJ 2D profile definition, Material: n=1.5
' ? tx?t P]cC2L@Vbi 6．画出以下波导结构：
;[) O {%s a. Linear waveguide 1
b} <?& @ Label: linear1
mQd
L"caA Start Horizontal offset: 0.0
I) ]"`2w2w Start vertical offset: -0.75
\%BII>VS End Horizontal offset: 8.5
s]X0}"cz End vertical offset: -0.75
+ PAb+E|, Channel Thickness Tapering: Use Default
r&rip^40 Width: 1.5
e)BU6m% Depth: 0.0
kD*r@s]= Profile: ChannelPro_n=1.5
ngLpiU0H& Mj!g1Q b. Linear waveguide 2
^K3Bn Label: linear2
$Sls9H+. Start Horizontal offset: 0.5
A r,fmq Start vertical offset: 0.05
aWS_z6[t#6 End Horizontal offset: 1.0
q e[P'\]L End vertical offset: 0.05
{J~ VB~(' Channel Thickness Tapering: Use Default
}j`#s Width: 0.1
r}nz )=\Cj Depth: 0.0
%n B}Hq ; Profile: ChannelPro_n=3.14
_jWGwO +?9.
&<? 7.加入水平平面波：
n q%GLUH
Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
B>r >z5 Input field Transverse: Rectangular
uz;zmK X Position: 0.5
K#;EjR4H Direction: Negative Direction
AFdBf6/" i Label: InputPlane1
B%(-U TQf 2D Transverse:
H: rrY Center Position: 4.5
@:w[(K[^b/ Half width: 5.0
Lq# $q>!K Titlitng Angle: 45
\AY *x=PF Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
}AG dWt@ 图2.波导结构（未设置周期）
'U *Kb tlyDXB~+ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
@)x8< 将Linear2代码段修改如下:
M
_e^KF Dim Linear2
D`
a bVf for m=1 to 8
U2CCjAgRs Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
W.m2`] & Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
dQ-:]T ( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
eh /QFm
4 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
WUK{st.z Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
"t&_!Rm Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
NR.YeKsBq Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
L(`Rf0smt Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
' Ivr =- D:#e;K 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
VRA0p[ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
}%Vx2Q ,}23 设置仿真参数
q3e^vMK" 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
4h$W4NJK 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ZU K'z TE simulation
;t5e] Mesh Delta X: 0.015
Uu(FFd~3 Mesh Delta Z: 0.015
hM[QR'\QS Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
f[+N=vr 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
!~QmY,R Number of Anisotropic PML layers: 15
p -wEPC 0 其它参数保持默认
TKrh3
运行仿真
g3kF&+2i • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
&? z6f9*$ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
P<MNwdf(+ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
8j jq)d4# {N`<TH PP 远场分析
衍射波
3-U@==:T 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
"FH03
9 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
<j&LC
/]o 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
1%k$9[ !l% 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
qIg^R@ 图4.远场计算对话框
D&nVkZP> rFU|oDF 5. 在远场对话框，设置以下参数：
5~E'21hJ Wavelength: 0.63
~ -zch=+u Refractive index: 1.5+0i
x$;kA}gy Angle Initial: -90.0
<L>$Y#wU Angle Final: 90.0
+"F 9yb Number of Steps: 721
n Wb0S Distance: 100, 000*wavelength
Ln@n6*%(/ Intensity
q}MPl 2 (vb8M k 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
RqE|h6/ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
U]W+ers 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
