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：
;}jbdS3 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
X8n/XG ~_ •光栅布局
模拟和后处理分析
Hs -.83V 布局layout
!2U7gVt"* 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
@3TkD_B& 图1.二维光栅布局
j I2gi1 ,a Z6([/n 用VB脚本定义一个2D光栅布局
c$<O0dI P9mxY*K)%5 步骤：
V -4*nV 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_.* 4Y 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xgqv2s>L Wafer Dimensions：
Fif^V Length (mm): 8.5
~e Oj:H Width (mm): 3.0
E(3+o\w imCl{vt(kj 2D wafer properties:
fy=C!N&/ Wafer refractive index: Air
|U$de2LF 3 点击 Profiles 与 Materials.
IL2 Gsj)M 0H&U=9'YT 在“Materials”中加入以下
材料：
|od4kt Name: N=1.5
Ed0>R<jR9 Refractive index (Re:): 1.5
K!D!b'|bb pM'IQ3N Name: N=3.14
#[0\ =B - Refractive index (Re:): 3.14
7}tZ?vD ZR-s{2sl 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
{F6dSF` Name: ChannelPro_n=3.14
U> _\ 2D profile definition, Material: n=3.14
+b ,31 e]*=sp!T Name: ChannelPro_n=1.5
6:@t=C 2D profile definition, Material: n=1.5
90h1e7ZcC ['4\O43yv 6．画出以下波导结构：
fzFvfMAU a. Linear waveguide 1
5 ih"Nds[H Label: linear1
rq(~/Yc Start Horizontal offset: 0.0
4>"cc@8&~ Start vertical offset: -0.75
@U
/3iDB\ End Horizontal offset: 8.5
Bpm5dT; End vertical offset: -0.75
F2PLy
q Channel Thickness Tapering: Use Default
7=p-A _X Width: 1.5
Y9@dZw%2 Depth: 0.0
X !#i@V Profile: ChannelPro_n=1.5
. xLF}{u `k}l$ih`X b. Linear waveguide 2
S-LZ(o{ZL Label: linear2
,JQxs7 @2k Start Horizontal offset: 0.5
'Elj"Iiu Start vertical offset: 0.05
h\u0{!@} End Horizontal offset: 1.0
,y8I)+ End vertical offset: 0.05
Z?~d']XD Channel Thickness Tapering: Use Default
+>!B(j\gx Width: 0.1
\Ul.K!b7 Depth: 0.0
fr'huvc Profile: ChannelPro_n=3.14
csdOIF wSJ]3gJM` 7.加入水平平面波：
z Oao& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
InPy:} Input field Transverse: Rectangular
CEX}`I*- X Position: 0.5
t;LX48 TQ Direction: Negative Direction
s7 .p$r Label: InputPlane1
{n'qKur xY 2D Transverse:
"Ql}Y1 Center Position: 4.5
"'F;lzq Half width: 5.0
iO9n vM< Titlitng Angle: 45
(
*9Ip Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
FV^4 图2.波导结构（未设置周期）
=~\ ]3g W) 33;E/} 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。
sMz^!R X@ 将Linear2代码段修改如下:
}#ep} h
Dim Linear2
:PFx & for m=1 to 8
$/, BJ/9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
h5&/h BN Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
"^9[ OgE: Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
y7M:b Uh Linear2.SetAttr "Depth", "0"
EREolCASb Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9RCO|J Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
l- 1]w$
y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
X/E7o92\ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
(@KoqwVWc %_b^!FR 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。
$>'" )7z 图3.光栅布局通过VB脚本生成
lJ:M^.Em0 XdGpW 设置仿真参数
XDpfpJ,z"} 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
${eY9-r_% 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
%ezb^O_6v TE simulation
4-7kS85 Mesh Delta X: 0.015
+9CEC1-l Mesh Delta Z: 0.015
B]^>GH Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
4?>18%7& 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
XOysgX0g Number of Anisotropic PML layers: 15
* MSBjH| 其它参数保持默认
9^ >M>f" 运行仿真
]g;^w?9h • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
)|w*/JK\Z • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
lX98"} • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Lh8bQH >H0) ph 远场分析
衍射波
eeW' [ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
<`R|a * 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
JcTp(fnW.~ 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
F . K2 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
dSOlD/c
图4.远场计算对话框
QP6z?j. 24T@N~\g 5. 在远场对话框，设置以下参数：
4mei dKw] Wavelength: 0.63
w=f0*$ue+w Refractive index: 1.5+0i
o {=qC: b Angle Initial: -90.0
O^.%C`* Angle Final: 90.0
"El^38Ho Number of Steps: 721
UGhW0X3k Distance: 100, 000*wavelength
'oz hz2 s Intensity
b!i` o%Vb Qs|O G 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
)\{'fF 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-"W )|oC_ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
