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：
KR hls"\1 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
[+}0K{( O= •光栅布局
模拟和后处理分析
z d F;! 布局layout
$h=v ;1" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Hf30ve} 图1.二维光栅布局
'^_^o)0gp WBz PSnS2 用VB脚本定义一个2D光栅布局
PBiA/dG[; W}(T5D" 3x 步骤：
.=hVto[QC 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
j``Ku@/x0 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 QNXS.! \P Wafer Dimensions：
/&c>*4) Length (mm): 8.5
X >]<rEh Width (mm): 3.0
%y)hYLOJ 1h )K3cC 2D wafer properties:
h OdU% Wafer refractive index: Air
UCTc$3 3 点击 Profiles 与 Materials.
wg:\$_Og uOd1:\%* 在“Materials”中加入以下
材料：
Zl]@ ;*u Name: N=1.5
YNp-A.o
W@ Refractive index (Re:): 1.5
=i/ r: %\!0*(8 Name: N=3.14
N7X(gh2h Refractive index (Re:): 3.14
nmuU*o L `P*w ZKlW 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
~1S,[5u|s Name: ChannelPro_n=3.14
" `a,/h' 2D profile definition, Material: n=3.14
a
[f}-t9 *Rc?rMF ! Name: ChannelPro_n=1.5
E?Qg'|+_ 2D profile definition, Material: n=1.5
k6\&[BQs 7|!Zx-} 6．画出以下波导结构：
w2r* $Q a. Linear waveguide 1
3 rLc\rK Label: linear1
h 3 J& Start Horizontal offset: 0.0
]2[\E~^KU Start vertical offset: -0.75
XuU>.T$] c End Horizontal offset: 8.5
Z 2$S'}F End vertical offset: -0.75
IiX2O(*ZE Channel Thickness Tapering: Use Default
~BnmAv$m[ Width: 1.5
'RV wxd Depth: 0.0
C]na4yE 8 Profile: ChannelPro_n=1.5
'BVI ^H4 0 r; tI" b. Linear waveguide 2
C9>^!?> Label: linear2
-KqMSf&9 Start Horizontal offset: 0.5
PevT `\> Start vertical offset: 0.05
4v#s!W End Horizontal offset: 1.0
!4YmaijeN End vertical offset: 0.05
A\.{(,;kp Channel Thickness Tapering: Use Default
ykGA.wo7/P Width: 0.1
w.=rea~ Depth: 0.0
,z+n@sUR: Profile: ChannelPro_n=3.14
1{qG?1<zZ6 m*KI'~#$% 7.加入水平平面波：
8Qkwg]X Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
)cm^;(#pV Input field Transverse: Rectangular
T[J 8zL O X Position: 0.5
K>-01AGHL Direction: Negative Direction
8N`Rf; BM Label: InputPlane1
.j"@7# tW 2D Transverse:
A 0;ng2& Center Position: 4.5
| "eC0u Half width: 5.0
Sx X Titlitng Angle: 45
<anU#bEuQ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
1h{7d LA 图2.波导结构（未设置周期）
x3nUKQtk:8 vJb/.)gh] 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
DYgz;Y/%l 将Linear2代码段修改如下:
x5M+\?I< 2 Dim Linear2
W"tGCnd for m=1 to 8
m;>:mwU Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
5hDPX \ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
7 De BeY Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
t
^1uj:vD Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"R%
RI(
y{ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
2=n aPTP( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
>.hDt9@4 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
FbW$H ]C$ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Xp fw2;`U' @q{.shqo 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。
<J.q[fd1 * 图3.光栅布局通过VB脚本生成
hF5(1s}e$ aT BFF 设置仿真参数
\[wbJ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
&=wvlI52` 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
SPtx_+ Q)S TE simulation
I(Vg Mesh Delta X: 0.015
pLMaXX~4_ Mesh Delta Z: 0.015
YuoIhT Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
"@Qg]#]JH 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
jQ-2SA O Number of Anisotropic PML layers: 15
*\`<=,H6< 其它参数保持默认
h)z2#qfc 运行仿真
,!P} Y[| • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
b]N&4t • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Qp>Z&LvC5 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ylQ9Su>o FRayB VHL 远场分析
衍射波
S{,|Fa^PPO 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
9A9T'g)Du 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Nc? '} , 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*trtb4F 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)
w`gT]Rn 图4.远场计算对话框
Bz>5OuOVS\ dKa2 _|k' 5. 在远场对话框，设置以下参数：
8wn{W_5a Wavelength: 0.63
ff00s+ Refractive index: 1.5+0i
#IU^(W Angle Initial: -90.0
4AKPS&k; Angle Final: 90.0
Xc L%0 %` Number of Steps: 721
+ 7wMM#z Distance: 100, 000*wavelength
d *#.(C9^ Intensity
"ZFH_5< goJ'z|)) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
bo@,
B 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
]oC"gWDYu 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
