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：
scR+F 'M •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
h]?[}& •光栅布局
模拟和后处理分析
@R LlkWGc 布局layout
L'}^Av_+ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~,reS:9RZ 图1.二维光栅布局
$ 7uxReFZR vmT6^G 用VB脚本定义一个2D光栅布局
+yIO -.hH,zm 步骤：
D }EH9d 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
StM)lVe F 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ?XO} 6q<tM Wafer Dimensions：
f`_6X~
p Length (mm): 8.5
>s"kL ^ Width (mm): 3.0
? p^ ':@= r;OE6}L> 2D wafer properties:
/ lN09j Wafer refractive index: Air
cUM#|K#6 3 点击 Profiles 与 Materials.
F`
] s 9Q*zf@w 在“Materials”中加入以下
材料：
X>VxE/ Name: N=1.5
ekO*(vQ~ Refractive index (Re:): 1.5
DwH=ln=
"=XRonQZ Name: N=3.14
>`+-Yi$(\ Refractive index (Re:): 3.14
px.]m- 8r gN G7d 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
VWcR@/3 Name: ChannelPro_n=3.14
>rzpYc'~w 2D profile definition, Material: n=3.14
5} _DyoV ^tFgkzXm Name: ChannelPro_n=1.5
<D{_q.`vA 2D profile definition, Material: n=1.5
cy4V*zwp O8S"B6?$~' 6．画出以下波导结构：
3?oj46gP a. Linear waveguide 1
0P6< 4 Label: linear1
@ei: /~y3 Start Horizontal offset: 0.0
$)Pmr1== Start vertical offset: -0.75
^LJ?GJ$g End Horizontal offset: 8.5
F6\r "63 End vertical offset: -0.75
pM'AhzS Channel Thickness Tapering: Use Default
s7TV@Y) Width: 1.5
=8) q-{p3 Depth: 0.0
mbRN W Profile: ChannelPro_n=1.5
xT1{ O ` ;yK:.Vg b. Linear waveguide 2
~",,&>#[K Label: linear2
WgQ6 EV` Start Horizontal offset: 0.5
za@`,Yq Start vertical offset: 0.05
3xz{[ 5<p End Horizontal offset: 1.0
/4n :!6rt End vertical offset: 0.05
XDi[ Iyj Channel Thickness Tapering: Use Default
1u0 NG)*f Width: 0.1
_jCjq Depth: 0.0
kKg %[zXS Profile: ChannelPro_n=3.14
SZQ4e 27Ve $Q8]v 7.加入水平平面波：
U
i ~*] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
b bO1`b- Input field Transverse: Rectangular
I7nZ9n|KU X Position: 0.5
)#l,RJ( Direction: Negative Direction
" | l-NUe Label: InputPlane1
/^z5;aG 2D Transverse:
*qm@;! C Center Position: 4.5
saaN$tU7 Half width: 5.0
/N&)r wc Titlitng Angle: 45
e.IKmH]z Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
]o ]*&[ C 图2.波导结构（未设置周期）
m*S[oy& zbDM+; 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。
V+kU^mI 将Linear2代码段修改如下:
`?ijKZ}y5 Dim Linear2
8?r RLM4 for m=1 to 8
$xf{m9 8 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
'M#'B QQ5 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
3yfq*\_uXw Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
G:2m)0bW Linear2.SetAttr "Depth", "0"
&L S&O Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
4F+n` {~ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+L8 6 w7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
S:En 9E Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
] 7, mo z U9G: jH 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
0#rv.rJ{ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
eiaL zI,O ^{T3lQvt 设置仿真参数
x`vIY-DS 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
u9*}@{, 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
=U5lPsiv,3 TE simulation
qi\!<clv Mesh Delta X: 0.015
R;_U BQ) Mesh Delta Z: 0.015
,HxsU,xiG Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
]r{-K63P{! 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
KGclo-, Number of Anisotropic PML layers: 15
@]# 0ji S 其它参数保持默认
JxP= [>I 运行仿真
K`nI$l7hg • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
?5#Ng,8iT • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
pH%cbBm • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
>a;^=5E *JX)q 远场分析
衍射波
{P_~_5o_ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
nL+*-R!R 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
tj ,*-).4% 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
'|b { 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)
a<%WFix 图4.远场计算对话框
U/2g N
H IPU'M*|Q 5. 在远场对话框，设置以下参数：
7 N ? x29 Wavelength: 0.63
Op h4&Ip[w Refractive index: 1.5+0i
Hut
au ^l Angle Initial: -90.0
.[hQ#3)W Angle Final: 90.0
dUtxG ~9 Number of Steps: 721
mAFqA Distance: 100, 000*wavelength
/vl]Oa&U Intensity
uD&!]E3 h 94SLj] 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
OYJy;u3 " 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
';x .ry 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
