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：
c 8#A^q} •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'AHI;Z~Gk •光栅布局
模拟和后处理分析
\9!W^i[+ 布局layout
fk 9FR^u 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
1S <V,9( 图1.二维光栅布局
~c+0SuJ w R1M_&-s 用VB脚本定义一个2D光栅布局
? %F*{3IP -k= 02?0p+ 步骤：
]7Tjt A.\q 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
*s<FE F 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 8 yQjB-,# Wafer Dimensions：
Td}#o!4! Length (mm): 8.5
RD<l<+C^~ Width (mm): 3.0
GRS[r@W[1 ?$v#;n?@I 2D wafer properties:
[P407Sa" Wafer refractive index: Air
ZEp UHdin 3 点击 Profiles 与 Materials.
-ZBk^p s7#w5fe 在“Materials”中加入以下
材料：
nxw]B"Eg Name: N=1.5
L@XhgQ Refractive index (Re:): 1.5
J n-iIl hU@ 9vU<U Name: N=3.14
lt[{u$ Refractive index (Re:): 3.14
~Qeyh^wo
5k {a(I 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
/w$<0hH#'8 Name: ChannelPro_n=3.14
kK>PFk( 2D profile definition, Material: n=3.14
.|;`qU o .-Ggv w Name: ChannelPro_n=1.5
"JT R5;`w 2D profile definition, Material: n=1.5
(%D*S_m' +eg$Z]Lht 6．画出以下波导结构：
HI*xk a. Linear waveguide 1
XOAZ Label: linear1
K FvNsqd Start Horizontal offset: 0.0
xQT`sK+ Start vertical offset: -0.75
TU&gj1 End Horizontal offset: 8.5
9K-=2hvv End vertical offset: -0.75
i!@L`h!rw Channel Thickness Tapering: Use Default
"X=l7{c/ Width: 1.5
=Wn11JGh Depth: 0.0
tT>~;l%' Profile: ChannelPro_n=1.5
LzEs_B=9 1-!u=]JDE b. Linear waveguide 2
$fR[zBxA Label: linear2
S;[9
hI+ Start Horizontal offset: 0.5
R-+k>_96| Start vertical offset: 0.05
+q[puFfl End Horizontal offset: 1.0
<E[X-S%& End vertical offset: 0.05
*"2TT}) Channel Thickness Tapering: Use Default
sg RY`U.C Width: 0.1
yS% IE>? Depth: 0.0
-SnP+X! Profile: ChannelPro_n=3.14
n$i}r\
so J39,x=8LL 7.加入水平平面波：
8wKF.+_A Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
) ,1MR= Input field Transverse: Rectangular
c4E=qgP X Position: 0.5
]~ iOO
%&R Direction: Negative Direction
rf?Q# KM\W Label: InputPlane1
N z %{T 2D Transverse:
7vax[,a I Center Position: 4.5
#Y6'Q8g f Half width: 5.0
K6d9[;F Titlitng Angle: 45
N,6(|,m
Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
LT']3w 图2.波导结构（未设置周期）
[R:\ t= J WD2 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。
eAR]~
NiW 将Linear2代码段修改如下:
9 &a&O
Z{ Dim Linear2
% 9B r for m=1 to 8
xFvDKW)_X7 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Vw 0cf; Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
H.cN(7LXm Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
:\[ W] Linear2.SetAttr "Depth", "0"
;dgxeP;mp Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
c~bi
~ f Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
sJu^deX
Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/ V}> v Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
4
qMO@E_ ,*ZdM w! 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。
A82Bn|J 图3.光栅布局通过VB脚本生成
,5J-C!C SUwSZ@l^| 设置仿真参数
s8 S[w 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
xLhN3#^m 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
,w&8 &wj TE simulation
c@H:?s!0R Mesh Delta X: 0.015
KKpO <TO Mesh Delta Z: 0.015
[ aC7 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
FrXFm+8
F 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
=8FV&|fP Number of Anisotropic PML layers: 15
l+g\xUP 其它参数保持默认
gw[\7 运行仿真
Uv|z
c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
V8AF;1c?-' • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Sz4G,c • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
]gI>ay"\QA tg%s#lLeH 远场分析
衍射波
4pNIsjl} 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
3>LyEXOW 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
d67Q@ ')00 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
k+Ew+j1_ 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)
!}%,rtI 图4.远场计算对话框
mHcxK@qw 1 ?X (q 5. 在远场对话框，设置以下参数：
#lDf8G|ST~ Wavelength: 0.63
7u8HcHl Refractive index: 1.5+0i
" o.V`Bj Angle Initial: -90.0
8/ lv, m# Angle Final: 90.0
9gFb=&1k Number of Steps: 721
F-K=Ot j Distance: 100, 000*wavelength
022nn-~ Intensity
l -|hvv5g [>+}2-# 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
m?L nO5Vs 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$v|/*1S 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
