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：
h fZY5+Z< •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
H0r@dn •光栅布局
模拟和后处理分析
K[r <-6TS 布局layout
3 }~.#`QeY 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
%? -E)n[ 图1.二维光栅布局
wyJ+~ G'<:O(Imu 用VB脚本定义一个2D光栅布局
z-ns@y(f@X nI]8w6eCV 步骤：
cuzU *QW"g 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
A{X:p3$eN 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 AtU%S9 Wafer Dimensions：
xU <WUfS1 Length (mm): 8.5
Sy() r 6n Width (mm): 3.0
n .is+2t PgHe;^?j 2D wafer properties:
m#w1?y)Z@X Wafer refractive index: Air
NhJ]X cfP8 3 点击 Profiles 与 Materials.
~j3O0 s<gK ;G QCq@)- 在“Materials”中加入以下
材料：
*WMI<w~_ Name: N=1.5
cH>@ZFTF Refractive index (Re:): 1.5
@%iZT4`Ejf lidVe]> Name: N=3.14
!r^fX=X>' Refractive index (Re:): 3.14
r c++c,= D] tI's1 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
`4IZ 4sPi Name: ChannelPro_n=3.14
ak1?MKV. 2D profile definition, Material: n=3.14
*'&]DJ j 9!} ?}`'_ Name: ChannelPro_n=1.5
6sjd:~J: 2D profile definition, Material: n=1.5
zD^*->`p gug9cmA/Q7 6．画出以下波导结构：
"t0l)P*C} a. Linear waveguide 1
OTe h8h Label: linear1
t?Ku6Z' Start Horizontal offset: 0.0
65 ]>6D43 Start vertical offset: -0.75
~ aBf. End Horizontal offset: 8.5
@=<B8VPJd End vertical offset: -0.75
d!57`bVOd Channel Thickness Tapering: Use Default
Q&5s,)w- Width: 1.5
x qSoE[<v Depth: 0.0
~cv322N Profile: ChannelPro_n=1.5
!( gMr1}w +L0Jje>Az b. Linear waveguide 2
MoZ8A6e?B Label: linear2
v_|k:l Start Horizontal offset: 0.5
e@h (Zwp Start vertical offset: 0.05
o[^nmHrM2 End Horizontal offset: 1.0
5 6JxHQu End vertical offset: 0.05
eQqnPqi- Channel Thickness Tapering: Use Default
Y~TD)c= Width: 0.1
1S+lHG92I Depth: 0.0
E]O/'-
Profile: ChannelPro_n=3.14
Y;)l ;IOM3'5 T@ 7.加入水平平面波：
'vwu^u? Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
rSa=NpFxLu Input field Transverse: Rectangular
K>2M*bGc p X Position: 0.5
kk>z,A4
h_ Direction: Negative Direction
V1#:[o63+ Label: InputPlane1
ni$;"R GC 2D Transverse:
0gRm LX Center Position: 4.5
XjXz#0nR Half width: 5.0
nV:RL|p2jw Titlitng Angle: 45
BaVooN~C Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
RNo~ }# 图2.波导结构（未设置周期）
y[{}124 :i3
W U% 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。
b+`qGJrej 将Linear2代码段修改如下:
]T<tkvcI Dim Linear2
5<XWbGW for m=1 to 8
0Ke2%+yqJ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
mY[* (a Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
S2jn pf} Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
&gF9VY Linear2.SetAttr "Depth", "0"
MWv(/_b Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
Q{| _"sf J Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
p`2Q6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
L1#_ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Te%V +l oj/#wF+ 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。
_W R/]1R 图3.光栅布局通过VB脚本生成
:6:,s#av bU \T 设置仿真参数
7 ,s5Gd- 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
II SdC(5 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Ft^X[5G4L TE simulation
8VtRRtl Mesh Delta X: 0.015
99tUw' w Mesh Delta Z: 0.015
WMa` ! Q Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
J4x|Af p 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
T/FZ n{I Number of Anisotropic PML layers: 15
VAo`R9^D# 其它参数保持默认
lc 3N i<3v 运行仿真
@\r2%M- • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
|- <72$j • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
F9"Xu-g • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
^T#jBqe 0NK|3]p 远场分析
衍射波
Z oy)2E{ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D |=L)\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
S O Zs!9oi 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
D|amKW7 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)
/ ykc`E?f 图4.远场计算对话框
mo+!7 9& /~Bs5f.]? 5. 在远场对话框，设置以下参数：
&Yo|Pj Wavelength: 0.63
yh/ JHo; Refractive index: 1.5+0i
!9{UBAh Angle Initial: -90.0
r\cY R}v Angle Final: 90.0
G[*z,2Kb> Number of Steps: 721
x4/{ XRQ Distance: 100, 000*wavelength
6$0<&')Yb Intensity
*Vm X. oaZdvu@ y 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Y9g w
('\w 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
p/88mMr 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
