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：
{0lY\#qcE •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
qlIC{:E0 •光栅布局
模拟和后处理分析
G-G!c2o 布局layout
"z69jxXo 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
.bB_f7TH. 图1.二维光栅布局
Y:FV+ SI D2[wv+#) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
D=mU!rjr1 6]\F_Z41 步骤：
G#HbiVH9 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Sr) /
Mf 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 {v+i!a'+ Wafer Dimensions：
=3{ h9 Length (mm): 8.5
@ ~ N:F~ Width (mm): 3.0
jHT 4I>\ @ @*-> 2D wafer properties:
DvG. G+mo# Wafer refractive index: Air
Q# }} 1}Ja 3 点击 Profiles 与 Materials.
j23Ogb I 5u:+hB 在“Materials”中加入以下
材料：
,vrdtL Name: N=1.5
""^9WLH4g- Refractive index (Re:): 1.5
elWN-~ =oluw|TCe7 Name: N=3.14
itm;, Sbg Refractive index (Re:): 3.14
LOX[h$
p[0W s460 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
#"O9\X/B Name: ChannelPro_n=3.14
UIL5 K
2D profile definition, Material: n=3.14
^Xt9AM]e 'M_8U0k Name: ChannelPro_n=1.5
S5" xb 2D profile definition, Material: n=1.5
)FMpfC>An t}cj8DC! 6．画出以下波导结构：
C]W VH\P p a. Linear waveguide 1
MQQiQ 2 Label: linear1
Q&MZ/Nnf Start Horizontal offset: 0.0
K
*{C:Y Start vertical offset: -0.75
#Jy+: |jJ End Horizontal offset: 8.5
%N/I;` End vertical offset: -0.75
To]WCFp6@ Channel Thickness Tapering: Use Default
(dpBGt@ Width: 1.5
<9"s&G@ Depth: 0.0
).9-=P HlX Profile: ChannelPro_n=1.5
\Wt&z , bsr b. Linear waveguide 2
n j;
KnZ Label: linear2
?b#/*T}ac Start Horizontal offset: 0.5
\z:p"eua z Start vertical offset: 0.05
`*KS`
z? End Horizontal offset: 1.0
>/6v`
8F End vertical offset: 0.05
E"#<I*b Channel Thickness Tapering: Use Default
J0@m
Ol Width: 0.1
) OZDq]mV Depth: 0.0
bTA<AoW9=" Profile: ChannelPro_n=3.14
\Y>^L{ Lg9]kpOpa 7.加入水平平面波：
^[&*B#( Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
; y=w :r\A Input field Transverse: Rectangular
/iy2j8: z X Position: 0.5
5c{=/} Y Direction: Negative Direction
mrFMdpaHl% Label: InputPlane1
@*is]d+ Ya 2D Transverse:
Z6K9E=%)c Center Position: 4.5
SK;f #quUQ Half width: 5.0
A
|NX" Titlitng Angle: 45
|g8
]WFc Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
.a;-7|x 图2.波导结构（未设置周期）
bCd! ap+# tDy1Gh/c 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。
m$QFtrvy 将Linear2代码段修改如下:
yn Z! Dim Linear2
S _ nTp) for m=1 to 8
<u->hT Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
eC[ g"Ef Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
*eUL1m8Y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
)byQ=-< 1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
oJ6
d : Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
m6lNZb] Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
~{2@-qcm Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
[USXNe /
Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
r)+dK }xl V X211U.Q 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
5w GyM10 图3.光栅布局通过VB脚本生成
yQou8P=% d r'6N1B@ 设置仿真参数
;pAkdX&b 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
B-@f.NO/s 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
`e`4[I TE simulation
pKr3(5~ Mesh Delta X: 0.015
. P =!M Mesh Delta Z: 0.015
>x!N[N@G Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
C$,S#n@ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
2GZUMXK Number of Anisotropic PML layers: 15
N|[a<ut< 其它参数保持默认
u6(7#n02 运行仿真
K VQZ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
B Oh&Db* • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
9]AKNQq m • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
zQ)[re) <a$cB+t 远场分析
衍射波
jg%D
G2 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Ln`c DZSM 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
z,2m 7C 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
Or_9KX2 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)
. `hlw'20 图4.远场计算对话框
d^lA52X6P K"g[%O< 5. 在远场对话框，设置以下参数：
=#y&xWxL Wavelength: 0.63
|/p ^e Refractive index: 1.5+0i
J~ c]9t Angle Initial: -90.0
1 ViD S Angle Final: 90.0
G i{1u}-0 Number of Steps: 721
y M\ 1n Distance: 100, 000*wavelength
L` Qiu@ Intensity
[X~H Uk?? }cS3mJ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
JBU
qZ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
#m8Oy|Y9` 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
