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：
!Qu"BF •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
=Y |VgV •光栅布局
模拟和后处理分析
;- ~B)M_S` 布局layout
w0rRSD4S8B 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
8l vV4yb 图1.二维光栅布局
4xjP iHd< nP$Ky1y G 用VB脚本定义一个2D光栅布局
. qO @Q = C~,a!qY 步骤：
5F)C jQ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
#Z?A2r!1 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 @\0ez<.p} Wafer Dimensions：
4&<oFW\r Length (mm): 8.5
N{9v1`B Width (mm): 3.0
U)fc*s <\r T%f}3^ 2D wafer properties:
xHv ZV<# Wafer refractive index: Air
:}'=`wa 3 点击 Profiles 与 Materials.
kCWV r +%yfcyZ. 在“Materials”中加入以下
材料：
^a0um/+M} Name: N=1.5
g:g\>@ Umo Refractive index (Re:): 1.5
%(3|R@G. FtP 0krO( Name: N=3.14
?~BC#B\>o Refractive index (Re:): 3.14
DR5\45v )WNzWUfn=z 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_mqL8ho Name: ChannelPro_n=3.14
lA|
5E? 2D profile definition, Material: n=3.14
V,lOt4b ~7*.6YnI Name: ChannelPro_n=1.5
K Kj a/ p 2D profile definition, Material: n=1.5
&#{Z( h.de ]#)()6)2v 6．画出以下波导结构：
_<n~ n]% a. Linear waveguide 1
>?2M
}TV3 Label: linear1
Ta ZmRL Start Horizontal offset: 0.0
lk/n}bx Start vertical offset: -0.75
#^u$ End Horizontal offset: 8.5
s Ep"D+f End vertical offset: -0.75
(9''MlG d% Channel Thickness Tapering: Use Default
2Q/x@aT,h Width: 1.5
M'?,] an Depth: 0.0
2V-
16Q'% Profile: ChannelPro_n=1.5
> c1qpk/ GFj{K b. Linear waveguide 2
|7'df &CA Label: linear2
Y qhAZp< Start Horizontal offset: 0.5
[\^ n= Start vertical offset: 0.05
pA'4|ffwe End Horizontal offset: 1.0
a#cCp E End vertical offset: 0.05
^bGNq
X Channel Thickness Tapering: Use Default
1{)5<!9! l Width: 0.1
L *Tj^q!t+ Depth: 0.0
6K XtcXQ Profile: ChannelPro_n=3.14
5kc/Y/4o "@e3EX7h 7.加入水平平面波：
Sj%u)#Ub Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
kvL=>
A Input field Transverse: Rectangular
@E&J_un X Position: 0.5
G,&<<2{(f; Direction: Negative Direction
5Yg'BkEr Label: InputPlane1
@6Y?\Wx$w 2D Transverse:
:}He\V Center Position: 4.5
/ C:Y94B-z Half width: 5.0
v,FU^f-' Titlitng Angle: 45
:(/~:^! Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
ISYXH9V 图2.波导结构（未设置周期）
[;n9:Qxf VACQ+ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
R{C(K(5/ 将Linear2代码段修改如下:
k0OYJ/ Dim Linear2
}~YA5^VQ$ for m=1 to 8
lEH65;Nh* Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
l.q&D< _ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Ot4 Z{mA Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
S3q&rqarC% Linear2.SetAttr "Depth", "0"
UFXaEl}R Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
v"y-0$M Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
%^?fMeI|Y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
TJ10s%,V Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
cq,S P&T~ wg9t)1k{e 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
+5w))9@ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Zd3S:),& 7o7)0l9! 设置仿真参数
@CpfP;*{w` 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
RVZ")Z( 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
vDp8__^ TE simulation
S ^!n45l Mesh Delta X: 0.015
~ 8PZ5;g Mesh Delta Z: 0.015
\Z ?9{J Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
prWk2_D;* 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
w;%.2VJ Number of Anisotropic PML layers: 15
6|gCuT4 其它参数保持默认
)MtF23k)g 运行仿真
Lm iOhx • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
35h 8O,Y • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
[ 8Y:65 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
:N:yLd} & S(k3 `;K 远场分析
衍射波
=rMUov h 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
pd:WEI
, 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
piJu+tUy 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
r )Ma3FL0; 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
G0CW}e@) 图4.远场计算对话框
^ sOQi6pL *l"T$ H 5. 在远场对话框，设置以下参数：
'*Z1tDFS Wavelength: 0.63
cutu DZ Refractive index: 1.5+0i
?j'7l=94A Angle Initial: -90.0
?fQ'^agq Angle Final: 90.0
TEP,Dq Number of Steps: 721
Y[ j6u\y Distance: 100, 000*wavelength
TYy?KG>:' Intensity
& DS/v)] qFicBpB 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
HCIU!4rH 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
]tim,7s 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
