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：
k0YsAa#6V •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
g~y9j8 8? •光栅布局
模拟和后处理分析
( Dar6>! 布局layout
DdQf %W8u 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
8 ;!Eqyt 图1.二维光栅布局
L$Leo6<3a 6m .Ku13; 用VB脚本定义一个2D光栅布局
j0%0yb{-^ RYV6hp)| 步骤：
eFnsf }(Iy 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
L|2COX 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 5"g Rz9Ta` Wafer Dimensions：
2 Lam vf Length (mm): 8.5
kR6 t
. Width (mm): 3.0
(wlsn6h XF7W'^ 2D wafer properties:
!Q(xOc9>Ug Wafer refractive index: Air
#pe{:f ? 3 点击 Profiles 与 Materials.
L~oFW'
lQsQRp 在“Materials”中加入以下
材料：
9V66~Bf5 Name: N=1.5
fD~!t 8J Refractive index (Re:): 1.5
*QG3 Jz PD}R7[".> Name: N=3.14
];I| _fXo% Refractive index (Re:): 3.14
ZM vTDH! Hr+-ndH!Pq 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
y\_S11{v Name: ChannelPro_n=3.14
ii;WmE& 2D profile definition, Material: n=3.14
p-pw*wH0 ILi5WuOYX Name: ChannelPro_n=1.5
NVj J/ 2D profile definition, Material: n=1.5
2 &B y q UTTC: =F+ 6．画出以下波导结构：
N-rm k a. Linear waveguide 1
K7hf m%`N Label: linear1
]hj1.V+ Start Horizontal offset: 0.0
Y/S3)o Start vertical offset: -0.75
b J|?5 End Horizontal offset: 8.5
mU=6"A0
U End vertical offset: -0.75
&5.~ XM; Channel Thickness Tapering: Use Default
Q@2tT&eL Width: 1.5
mei_aN 7zW Depth: 0.0
&Bn; Vi Profile: ChannelPro_n=1.5
gx*rSS?=N :6u3Mj{ b. Linear waveguide 2
kppRQ Q*[ Label: linear2
>fye^Tx Start Horizontal offset: 0.5
|mk}@OEf Start vertical offset: 0.05
, 8I AhQa End Horizontal offset: 1.0
8sIrG End vertical offset: 0.05
kP)o=\|W{z Channel Thickness Tapering: Use Default
v\Y}(fD Width: 0.1
5FSv"= Depth: 0.0
gOyY#] g Profile: ChannelPro_n=3.14
b.4Xn0-M _g 4 /% 7.加入水平平面波：
<}
y p Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r.W,-%=bL Input field Transverse: Rectangular
I/Jp,~JT* X Position: 0.5
&ZE\@Vc Direction: Negative Direction
u`pROd/ R5 Label: InputPlane1
&^IcL !t[ 2D Transverse:
F4rKFMr Center Position: 4.5
cHL]y0 > Half width: 5.0
ey)u7-O Titlitng Angle: 45
}E5#X R Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
T;4` wB8@ 图2.波导结构（未设置周期）
f9,EWuQNS P/pjy 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。
+oy&OKCa 将Linear2代码段修改如下:
.H^P2tp Dim Linear2
@%<?GNS O for m=1 to 8
hoR=%pC* Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
yIIETE Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
`<J#l;y Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
"W@XP+POAY Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Yu^H*b Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
y|.fR>5 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
7"q+"0G Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
=x^l[>sz Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
MdH97L)L.0 L"foL 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。
gt_X A H 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Xoc sSs |= cCv_y 设置仿真参数
vWl[l
-E 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-+ }5ma 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
\ C K(;J TE simulation
Ud#X@xK<h Mesh Delta X: 0.015
+~d1 ;0l| Mesh Delta Z: 0.015
r!$'!lCR Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
85D^ @{ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
L}W1*L$;< Number of Anisotropic PML layers: 15
^Cg^ `n?@b 其它参数保持默认
B:-U` CHHQ 运行仿真
\2Og>{"U • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
uuSR%KK]| • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
1TNz&=e • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
JoCA{F a} a*Ss -y 远场分析
衍射波
BR36}iS;V 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
{/d4PI7)tK 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
dk_,YU'z 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
5Lsm_"0 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
BWUt{,? KU 图4.远场计算对话框
dTN$y\
PK6*}y 5. 在远场对话框，设置以下参数：
x _==Ss Wavelength: 0.63
?MC(}dF 0 Refractive index: 1.5+0i
\+k, :8s/ Angle Initial: -90.0
EZ"bW Angle Final: 90.0
tAqA^f*{ Number of Steps: 721
#JA}LA"l Distance: 100, 000*wavelength
g5#CN:%f Intensity
hH%,!tSx LJ GJ|P 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
dhHEE|vrz 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-Z%F mv8 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
