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：
~ #P` 7G •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
~2XiKY;W? •光栅布局
模拟和后处理分析
V:8{MO(C\ 布局layout
6.3qux9 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
S <++eu 图1.二维光栅布局
1(a+ | U;U19[] 用VB脚本定义一个2D光栅布局
/ 8>we`4 TzV~I\a| 步骤：
XiyL563gh 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
T FK#ign 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 #\O?|bN'q Wafer Dimensions：
;E\ e.R Length (mm): 8.5
tj" EUqKQ Width (mm): 3.0
) ! l1 \.`{nq 2D wafer properties:
<IQ}j^u-F Wafer refractive index: Air
J~5+=V7OV 3 点击 Profiles 与 Materials.
?Ak y!43 D{]9 s 在“Materials”中加入以下
材料：
P)06<n1">Z Name: N=1.5
9P-I)ZqL Refractive index (Re:): 1.5
IU rGJ#}O N8`q.;qewz Name: N=3.14
ia%U;M Refractive index (Re:): 3.14
#Gu(h(Z s T:w %RF[v9 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
e:iqv?2t Name: ChannelPro_n=3.14
#D8u# 8Dz 2D profile definition, Material: n=3.14
wB%;O `Oh q>dERN& Name: ChannelPro_n=1.5
,mD{4 >7 2D profile definition, Material: n=1.5
Y ^}c+)t Vs&Ul6@N 6．画出以下波导结构：
PA${<wyBR_ a. Linear waveguide 1
@@+BPL l Label: linear1
Q|W~6 Start Horizontal offset: 0.0
c8 qw sp Start vertical offset: -0.75
Ug^vVc) End Horizontal offset: 8.5
LhtA]z,m End vertical offset: -0.75
ne'Y {n(8% Channel Thickness Tapering: Use Default
G/_9!lE Width: 1.5
0"xD>ue& Depth: 0.0
SQ I =D8 Profile: ChannelPro_n=1.5
d 2<+P p a^Lo;kHY b. Linear waveguide 2
.Gnzu"lod Label: linear2
Hu 7WU;w Start Horizontal offset: 0.5
&v&e- |r8; Start vertical offset: 0.05
Q~$hx{foN End Horizontal offset: 1.0
K}Rq<z W End vertical offset: 0.05
;cW9NS3: Channel Thickness Tapering: Use Default
5^GrG|~ Width: 0.1
Gbc2\ A\ Depth: 0.0
]*pro| Profile: ChannelPro_n=3.14
G29 7)MFF IM&l%6[). 7.加入水平平面波：
iea7*]vW Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vI+X9C? Input field Transverse: Rectangular
d<afO?" X Position: 0.5
]MV=@T^8# Direction: Negative Direction
|C.[eHe&D Label: InputPlane1
sWX\/Iyy2p 2D Transverse:
WR fhxl Center Position: 4.5
R\n*O@E
v3 Half width: 5.0
C;oT0( Titlitng Angle: 45
v
L!?4k Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
cR/z; *wr7 图2.波导结构（未设置周期）
Tyt1a>! qA >Gi* BB 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。
y,vrMWDy 将Linear2代码段修改如下:
.
I#dR* Dim Linear2
PitDk
1T for m=1 to 8
b0lZb' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
jij-pDQnv Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Vh5Z'4 N Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
2sNV09id Linear2.SetAttr "Depth", "0"
"*0h=x$ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
uUI@!)@2 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
W)m\q}]FYz Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/&g~*AL Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
h(3ko
An b f-V Q7 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。
g0-J8&?X 图3.光栅布局通过VB脚本生成
|Gn qfD $VyH2+ jC 设置仿真参数
3eJ"7sftW 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
''~#tK
f 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
ca!DZ%y TE simulation
n>:|K0u" Mesh Delta X: 0.015
C9%2}E3Z$) Mesh Delta Z: 0.015
qQ x5n Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Z 2hIoCT 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
|sklY0?l( Number of Anisotropic PML layers: 15
? _Y2'O 其它参数保持默认
6=i@t tAK 运行仿真
a C< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
9a lM C • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
R`!'c(V • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
v\b@;H` ju {\7X5 远场分析
衍射波
a>XlkkX 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
c 6Z\ecH9 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
:ZP`Y%dt' 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
^=V b'g3P~ 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)
]\Q9j7}37+ 图4.远场计算对话框
z]O,Vqpl? B gB]M3Il 5. 在远场对话框，设置以下参数：
0) T`&u3! Wavelength: 0.63
leomm+f^ Refractive index: 1.5+0i
yi$ Jk}w Angle Initial: -90.0
sJ q^>"|J Angle Final: 90.0
ZVX!=3VT Number of Steps: 721
-P'KpX:]hd Distance: 100, 000*wavelength
F F7 Intensity
Dhy@!EOS {Wp5Ane 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
nFY6K%[ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
^J{tOxO=l 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
