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：
)h)]SF} •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Ll4g[8 •光栅布局
模拟和后处理分析
Bf8jPa / 布局layout
7K98#;a)5 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
:n-]>Q>5=k 图1.二维光栅布局
[;J>bi;3N mV pMh#zw 用VB脚本定义一个2D光栅布局
\vO,E e~#W &:` U&06q 步骤：
nX`u[ks 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
(R("H/6xs 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 w}Y lVete Wafer Dimensions：
h3xA J! Length (mm): 8.5
A nX%[W " Width (mm): 3.0
q1KZ5G)6GJ R)m'l Mi| 2D wafer properties:
z.;ez}6%V Wafer refractive index: Air
e-E Uf 3 点击 Profiles 与 Materials.
~o~!+`@q =D<PVGo9 在“Materials”中加入以下
材料：
P`cq H(
Name: N=1.5
XcUwr Refractive index (Re:): 1.5
?m\t| /0Q bl &nhI)w Name: N=3.14
&n8_0|gK Refractive index (Re:): 3.14
@y\X R G\+L~t 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
rr02pM0 Name: ChannelPro_n=3.14
8p:e##% 2D profile definition, Material: n=3.14
) u` [6,d @X; !9 2i Name: ChannelPro_n=1.5
E;R n`ox k 2D profile definition, Material: n=1.5
7\ s"o&G 2so ! 6．画出以下波导结构：
'|8} z4/g a. Linear waveguide 1
2KYw}j|5 Label: linear1
o UQ,61H Start Horizontal offset: 0.0
?q{ ,R" Start vertical offset: -0.75
x#xFh0CA End Horizontal offset: 8.5
`ux{ ;4q End vertical offset: -0.75
( Fh s " Channel Thickness Tapering: Use Default
#PH~1`vl Width: 1.5
[QoK5Yw{ Depth: 0.0
q %"VYt4 Profile: ChannelPro_n=1.5
dQA'($ %1xb,g KO b. Linear waveguide 2
_n50C"X=&( Label: linear2
`n @*{J8 Start Horizontal offset: 0.5
TU,s*D&e Start vertical offset: 0.05
'O_3)x5 End Horizontal offset: 1.0
R?"q]af~ End vertical offset: 0.05
S79 ;^X Channel Thickness Tapering: Use Default
O
@j} K4 Width: 0.1
ZJzt~
H Depth: 0.0
Vy Xhl; Profile: ChannelPro_n=3.14
iW%I|& DpvI[r//'* 7.加入水平平面波：
yy i#Mo
, Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(mTE;s ( Input field Transverse: Rectangular
QLvHQtzwX X Position: 0.5
#mCL) [ Direction: Negative Direction
RL@VSHXc Label: InputPlane1
vZa Zc}AyL 2D Transverse:
;S ^'V Center Position: 4.5
r") `Ph@yp Half width: 5.0
}J:U=HJ Titlitng Angle: 45
(3 Two} Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
|@
s,XS 图2.波导结构（未设置周期）
p93r'&Q W14
J],{L 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。
/_AnP 将Linear2代码段修改如下:
`(ue63AZ Dim Linear2
t\~P:" for m=1 to 8
!sQY&* Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
S >X:ZYYC Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
75f"'nJ) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
mD$A4Y-'p Linear2.SetAttr "Depth", "0"
l1OE!W W Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
(_mnB W Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
8 *#R]9 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
]6(N@RC Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Zw5Ni Xj Sq/
qu-%X 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
~J wb`g. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
t{ ^*6XOcJ Ai =s e2 设置仿真参数
r ~jm`y 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
\ r^qL^ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
JQ8fd P A TE simulation
l T(WD}OS Mesh Delta X: 0.015
/Y W>*?"N Mesh Delta Z: 0.015
=9O^p@Q#W Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
9k N}c<o 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
GP!?^r:en Number of Anisotropic PML layers: 15
{5U{ 8b]k 其它参数保持默认
GK )? YM 运行仿真
ZRh~`yy • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Ch&a/S} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9Y IM'q>`v • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
;4R$g 5-4X l&OKBUG 远场分析
衍射波
tZ: _ag)o 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
u]<,, 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
S!jTyY7e 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
\HxT@UQ)~ 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)
m[? E 图4.远场计算对话框
$2oTkOA 1an^1! 5. 在远场对话框，设置以下参数：
& zl|87M Wavelength: 0.63
3 }TaF~ Refractive index: 1.5+0i
7 E r23Q
Angle Initial: -90.0
nhB1D- Angle Final: 90.0
#I{h\x><? Number of Steps: 721
2iY3L sna Distance: 100, 000*wavelength
<Swt); Intensity
nrL9
E'F' ZXqSH${Tp 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
tvkb~ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
cv-PRH# 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
