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：
pC2r{- •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
\k1psqw^O •光栅布局
模拟和后处理分析
qJj;3{X2 布局layout
iNR6BP
W 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
v ?)-KtX| 图1.二维光栅布局
DYU+?[J J 21D/#v 用VB脚本定义一个2D光栅布局
nBGFa .N99=%[}h 步骤：
w< *tbq 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
wj/\ !V! 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 8 YAUy\ Wafer Dimensions：
c<j2wKz Length (mm): 8.5
~ jb6 Width (mm): 3.0
q"5iza__H : luVsQ 2D wafer properties:
#N%xr'H Wafer refractive index: Air
[Z484dS`_ 3 点击 Profiles 与 Materials.
0l6z!@GhT 4!< 8Dd 在“Materials”中加入以下
材料：
]l>)Di#*o Name: N=1.5
MJJy
mi'b Refractive index (Re:): 1.5
Dx =ms^oN5 g*b`V{/Vw Name: N=3.14
*M5 =PQfb Refractive index (Re:): 3.14
F
kp; G ;}{%|UAsx 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
tF L/zqgm Name: ChannelPro_n=3.14
mHo}, | 2D profile definition, Material: n=3.14
~#dNGWwG @^:R1c![s Name: ChannelPro_n=1.5
<J@Y=#G$2 2D profile definition, Material: n=1.5
5 fjeBfy w:
~66 TCI 6．画出以下波导结构：
eOjoxnD-$ a. Linear waveguide 1
a&~d ,vC Label: linear1
Z VuHO7' Start Horizontal offset: 0.0
|k:MXI Start vertical offset: -0.75
@CU3V+ End Horizontal offset: 8.5
aEVBU End vertical offset: -0.75
]S4kWq{ Y Channel Thickness Tapering: Use Default
A^2VH$j]+ Width: 1.5
n'{cU ( Depth: 0.0
)_OKw?Zi Profile: ChannelPro_n=1.5
I0=YIcH5 -
*!R b. Linear waveguide 2
'<~l% q Label: linear2
;wIpch e Start Horizontal offset: 0.5
jpZ , $ Start vertical offset: 0.05
kt.z,<w5O End Horizontal offset: 1.0
+~\1Zgw End vertical offset: 0.05
^ElUU ?rX Channel Thickness Tapering: Use Default
V& <vRIsN Width: 0.1
C N@bJo2 Depth: 0.0
cj@Ygc)n Profile: ChannelPro_n=3.14
*{8K b>D tgH@|Kg 7.加入水平平面波：
9S@PY_ms Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
u lV)X/]1 Input field Transverse: Rectangular
x):cirwkl X Position: 0.5
jKZJ0`06q Direction: Negative Direction
uPc}a3'? Label: InputPlane1
r7/y'Y]O 2D Transverse:
j2SJ4tB / Center Position: 4.5
\];0S4SBy Half width: 5.0
XtVx
H4q Titlitng Angle: 45
wl #Bv,xf Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Lt0JUUa0 图2.波导结构（未设置周期）
-?`^^ v ?9nuL}m!a 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。
MZ
o\1tU-i 将Linear2代码段修改如下:
k'{'6JR Dim Linear2
PXG)?`^NX for m=1 to 8
` q7O\ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
*,X;4?:, Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
3JM0 m ( Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
!`L% wS Linear2.SetAttr "Depth", "0"
,\q9>cZ! Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
>&3M
#s(w Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
&{NN!X Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
\\ XvVi:B Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Yo3my>N&g 2{Nv&ZX? 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。
z^+f3- Z 图3.光栅布局通过VB脚本生成
&p=Uus a]-F,M J 设置仿真参数
rk:^^r>5Qi 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Z
. VIb| 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
}#5V t TE simulation
>%5Ld`c:SD Mesh Delta X: 0.015
G=Hvh=K( Mesh Delta Z: 0.015
E|Mu1I]e Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
3 ha^NjE 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
S0\QZ/je Number of Anisotropic PML layers: 15
"s[wLclfG 其它参数保持默认
lJ;7 sgQ# 运行仿真
,%7>%*nhk • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
lYldq)qB{ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
fTd= }zY • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
b{JcV } M-^A{C\% 远场分析
衍射波
PNY"Lqj 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
F
\6-s`( 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_0dm?= 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
o0nd ]"q? 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)
Y!s94#OaZ 图4.远场计算对话框
`~0)}K.F -l)vl<} 5. 在远场对话框，设置以下参数：
^k6 A,Ak Wavelength: 0.63
/W\@/b, Refractive index: 1.5+0i
4FUY1p Angle Initial: -90.0
RQhS]y@e Angle Final: 90.0
Kab"r_' Number of Steps: 721
"=<T8M Distance: 100, 000*wavelength
`L# pN5 Intensity
pFb }5Q `&y Qtj#
' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
n4 A_vz 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
a rt
L 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
