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]|5 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
2iG Rw4`_a •光栅布局
模拟和后处理分析
_5)# { o< 布局layout
:@/fy}! 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
/X:lt^?%I 图1.二维光栅布局
I*ej_cFQ^ ,'9tR&S$_ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
^d"J2n,7L X1-s,[ j' 步骤：
Z:*U/_G 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
{)[i\=,`{ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -3V~Yh G Wafer Dimensions：
=.%ZF]Oe+# Length (mm): 8.5
cC[n~OV Width (mm): 3.0
7HJv4\K {,
|"Rpd 2D wafer properties:
e\dT~) c Wafer refractive index: Air
<H p"ZCN 3 点击 Profiles 与 Materials.
^"Y'zI L WY,t> 1c 在“Materials”中加入以下
材料：
1^ ;h:,e6 Name: N=1.5
d{he Refractive index (Re:): 1.5
:}-u`K* 0
mQ3P.9 Name: N=3.14
w?*KO?K Refractive index (Re:): 3.14
yjO7/< 2 sHuz10 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
KFhn}C3
i Name: ChannelPro_n=3.14
D7. P 2D profile definition, Material: n=3.14
K8 Y/XE K 2%8Y-o? Name: ChannelPro_n=1.5
IX(yajc[~M 2D profile definition, Material: n=1.5
>SJ $41"E vz:0"y 6．画出以下波导结构：
U,M,E@ a. Linear waveguide 1
YUb,5 Y0 Label: linear1
OT[m
g 4& Start Horizontal offset: 0.0
s,v#lJ]d0W Start vertical offset: -0.75
d{hYT\7~1( End Horizontal offset: 8.5
] aRD6F:L End vertical offset: -0.75
C]H <L#)ZU Channel Thickness Tapering: Use Default
gB(W`:[ Width: 1.5
*N r|G61 Depth: 0.0
` Y;gMrp Profile: ChannelPro_n=1.5
c #!6 xdM #>z`; b. Linear waveguide 2
_e_%U<\4 Label: linear2
w'0M>2 Start Horizontal offset: 0.5
UT~2}B9fc Start vertical offset: 0.05
; 5k | gW End Horizontal offset: 1.0
(3h*sd5ly End vertical offset: 0.05
?GarD3#A Channel Thickness Tapering: Use Default
xW9
s[X Width: 0.1
] )L'Rk#4 Depth: 0.0
5)7mjyo% Profile: ChannelPro_n=3.14
=)YYx8gR N)*e^ Nfb 7.加入水平平面波：
mv.I.EL Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
I0vn d7 Input field Transverse: Rectangular
X@&uu0JJ X Position: 0.5
3x0wk9lND Direction: Negative Direction
cmU+VZ#pk Label: InputPlane1
CD1= 2 2D Transverse:
_ICDtG^ Center Position: 4.5
b6Hk20+B; Half width: 5.0
UMwMXmZNJ Titlitng Angle: 45
[Be53U{= Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
\,gZNe&Vv 图2.波导结构（未设置周期）
} .) 43(>] xJLO\B+gM 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
u ^$Md WP 将Linear2代码段修改如下:
.GN$H>') Dim Linear2
rOHW for m=1 to 8
8 ysK VF Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
u2B W]T] Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
]C6[`WF Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
k3 [h'.ps Linear2.SetAttr "Depth", "0"
_`{{39 F Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
64' ]F1p0 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-xu.=n@, Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
51opP8 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
]MLLr'6? OG+r|.N; 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
yLO
&(Mb 图3.光栅布局通过VB脚本生成
m '(;uR` E9B*K2l^{ 设置仿真参数
`ab\i`g9 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
( [CnYv 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
AJ`
v TE simulation
*t M7 > Mesh Delta X: 0.015
E:4P1,%01+ Mesh Delta Z: 0.015
0 ;_wAk Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
L sDz V) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,PMb9 O\B Number of Anisotropic PML layers: 15
MupW=3.38 其它参数保持默认
Qi E<[QP{g 运行仿真
o+_/)c • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
V"by9p|V ` • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
E'^]zW=9 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
:n4:@L<%H h @,e`Z 远场分析
衍射波
zt[4_;2Y 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
XBQ < 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
e9`uD|KAS| 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
yEUNkZ5^ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
uz#PBV8Q 图4.远场计算对话框
hH c^ZA 8yWu{'G 5. 在远场对话框，设置以下参数：
{p e7]P? Wavelength: 0.63
uH&,%k9GVK Refractive index: 1.5+0i
,B~lwF9 Angle Initial: -90.0
#A/]Vs$ Angle Final: 90.0
(}FW])y Number of Steps: 721
qbU1 qF/ Distance: 100, 000*wavelength
[|[sY o Intensity
BgkB x l!;_lH 8W$ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
K Z!N{.Jk 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
;o)=XEh 8P 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
