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：
,.*D f)+ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
CStNCBZ|\ •光栅布局
模拟和后处理分析
I$+=Fb'N0 布局layout
zsQkI@)sO 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
cW0\f5[/ 图1.二维光栅布局
x2)WiO/As wn_
>Vi1 用VB脚本定义一个2D光栅布局
MYa ra;k y,&[OrCm^\ 步骤：
lc5(^ ~ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
w ]T_%mdk 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 jA:'P~`Hj Wafer Dimensions：
m)<+?Bv y Length (mm): 8.5
<eSg%6z Width (mm): 3.0
Rh"O$K~ >T [ Y> ] 2D wafer properties:
oO?+2pTQV Wafer refractive index: Air
@]~.-(IMh 3 点击 Profiles 与 Materials.
6%6d zZ ,R-k]^O 在“Materials”中加入以下
材料：
`g 1?Q4h Name: N=1.5
dgX%NKv1 Refractive index (Re:): 1.5
L6ns VL& Ucy=I $" Name: N=3.14
)_ ! a: Refractive index (Re:): 3.14
g fAWN :/][ n9J^ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
x@oxIXN Name: ChannelPro_n=3.14
v:74iB$i/C 2D profile definition, Material: n=3.14
6
.?0
{2s x E--)=<$ Name: ChannelPro_n=1.5
AtHkz|sl 2D profile definition, Material: n=1.5
Rfv vX$
' Bt!X^ 6．画出以下波导结构：
oaq,4FT a. Linear waveguide 1
A~E S{Zkh Label: linear1
Ei]Sks V>* Start Horizontal offset: 0.0
F)eP55C6 Start vertical offset: -0.75
h0~<(3zC End Horizontal offset: 8.5
z$m(@Q End vertical offset: -0.75
M+ < SSi" Channel Thickness Tapering: Use Default
=> 'j_| Width: 1.5
g6DIWMoO=h Depth: 0.0
.,S`VNU Profile: ChannelPro_n=1.5
n>Oze7hVY [=cbzmX[ b. Linear waveguide 2
7W4m&+ Label: linear2
dVLrA`'P* Start Horizontal offset: 0.5
k??C XW Start vertical offset: 0.05
{y@8E>y5$ End Horizontal offset: 1.0
N|)e {|k End vertical offset: 0.05
t6 -fG/Kc Channel Thickness Tapering: Use Default
o\Fv~^ Width: 0.1
_M7|:* Depth: 0.0
0;`FS /[(f Profile: ChannelPro_n=3.14
M{)eA< 6 P>~Usuf4 7.加入水平平面波：
yNwSiZE X Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
CcV@YST? Input field Transverse: Rectangular
751Q i X Position: 0.5
Q8l vwip Direction: Negative Direction
&y73^"% Label: InputPlane1
f t{i6} 2D Transverse:
ZK2&l8 Center Position: 4.5
[A x :gj Half width: 5.0
w0sy@OF Titlitng Angle: 45
O<>+l*bk Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Jk|DWZ 图2.波导结构（未设置周期）
,:-^O # ]-X\n
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。
gV:0 &g\v 将Linear2代码段修改如下:
0%\fm W j Dim Linear2
%t9Kc9u3p for m=1 to 8
a.O"I3{?h Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
<H<Aba9\ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
SZtSUt(ss Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@sd{V Linear2.SetAttr "Depth", "0"
{~g7&+9x* Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
gLo&~|=L- Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
}7fzEo`g Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
r}|)oG,= Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
W S9:*YH u0[O /G 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。
/K+;HAUTn 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Ft :_6T% dKchQsgCg 设置仿真参数
~<W a $~oY 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
@\-*aS_8> 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Rdd9JJsVd TE simulation
T{#=A$vu Mesh Delta X: 0.015
` -W4/7 Mesh Delta Z: 0.015
:G^4/A _ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
0}k vuuR 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
.OW5R* Number of Anisotropic PML layers: 15
\j
we 其它参数保持默认
kY4h-oZ 运行仿真
GV9pet89yu • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
RdpOj >fT • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
.rDao]K • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
@k:@mzB7R .'-t>(}v 远场分析
衍射波
rg %m 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
dj 6Lf 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
0q1 +5 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
K TE*Du 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)
q} g0-Da 图4.远场计算对话框
\IR $~ lL'K1%{+
\ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
aH50 0 Wavelength: 0.63
t3Iij0b~ Refractive index: 1.5+0i
z FwO( Angle Initial: -90.0
sJg3 WN Angle Final: 90.0
IeIv k 55 Number of Steps: 721
"(+aWvb Distance: 100, 000*wavelength
!) d Intensity
7:.!R^5H ) I . uqG 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
q|
*nd!y' 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
y dzvj p= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
