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：
4Q,|7@ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
?YF2Uc8z%2 •光栅布局
模拟和后处理分析
j.\0p-, 布局layout
T^#d\2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
\
# la8,+9 图1.二维光栅布局
tLP
Er@ 0~Xt_rN]( 用VB脚本定义一个2D光栅布局
y#/P|| PM +$ #h6V 步骤：
"EZpTy}Ee 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Ieh<|O,-C 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 xO4"" / n Wafer Dimensions：
\0FwxsL Length (mm): 8.5
6$H`wDh#(& Width (mm): 3.0
sg4(@> jcRe), 2D wafer properties:
@yF >=5z: Wafer refractive index: Air
Bc'Mj=>; 3 点击 Profiles 与 Materials.
xZVZYvC,t #@E:|^ $1y 在“Materials”中加入以下
材料：
I*n]8c Name: N=1.5
f @Vd'k< Refractive index (Re:): 1.5
mA^3?y j #9{2 aRCJ Name: N=3.14
4hkyq>c} Refractive index (Re:): 3.14
rkz84wDx :G &:v 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
S. pXo'} Name: ChannelPro_n=3.14
`r0lu_.$]4 2D profile definition, Material: n=3.14
&%u m#XE 7t/Y5Qf Name: ChannelPro_n=1.5
C(M ?$s ` 2D profile definition, Material: n=1.5
(&X/ n=UI \$gA2r 6．画出以下波导结构：
Qm_;o( a. Linear waveguide 1
.fS{j$ Label: linear1
PO ,zP9 Start Horizontal offset: 0.0
{e0(M*u Start vertical offset: -0.75
$Z8riVJ7j- End Horizontal offset: 8.5
^UFNds'q End vertical offset: -0.75
gLK0L%"5 Channel Thickness Tapering: Use Default
^ ~dC&!D Width: 1.5
5tEkQ(Ei8 Depth: 0.0
LZQG. Profile: ChannelPro_n=1.5
'- 3K`[ uG-S$n"7K b. Linear waveguide 2
D Q c pIV Label: linear2
:NB.ib@* Start Horizontal offset: 0.5
Hoi~(Vc. Start vertical offset: 0.05
7\gu; [n End Horizontal offset: 1.0
T # gx2Y End vertical offset: 0.05
/)<kG(Z Channel Thickness Tapering: Use Default
q#\B}'I{ Width: 0.1
vI:_bkii Depth: 0.0
_nSEp >]L Profile: ChannelPro_n=3.14
xc 7Rrh]} sn]D7Ae 7.加入水平平面波：
ubc
k{\. Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
;Eh"]V,e Input field Transverse: Rectangular
RLcC>Z X Position: 0.5
4JXJ0T ar Direction: Negative Direction
LLbI}: Label: InputPlane1
p&D7&Sb [ 2D Transverse:
+fq\K] Center Position: 4.5
yw1Xxwc Half width: 5.0
}vg|05 L Titlitng Angle: 45
dux_v"Xl Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
+]0hSpZ"p 图2.波导结构（未设置周期）
b fkFk -OnKvpeI 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。
fA=Lb^,M 将Linear2代码段修改如下:
Yu9VtC1 Dim Linear2
0wAB;|~*62 for m=1 to 8
u`Kc\B Sn Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
S"`{ JCW$ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
~RZN +N Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
b L {D*\HF Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Ds{bYK_y Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
<vu~EY0. Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
++ObsWZ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
w{]B)>! 1W Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Z Z c^~ B~,?Gbl+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。
3K/]{ dkD 图3.光栅布局通过VB脚本生成
\g v-2., i~*6JB| 设置仿真参数
=`Ky N / 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
TJB4N$-}A 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
~{N#JOY}Z TE simulation
UWdqcOr Mesh Delta X: 0.015
9Vt6);cA-] Mesh Delta Z: 0.015
;Rm';IW$
Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
UQW v) 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
-^8OjGat Number of Anisotropic PML layers: 15
^ x_.3E3Q 其它参数保持默认
-w'g0/fD 运行仿真
R@`xS<`L/ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
+aqQa~}r • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
}g[Hi` • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
?DnQU"_$ F)19 cKx7 远场分析
衍射波
Iv{iJoe;UH 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
`wSoa#U"@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
#W8c)gkG9 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
$jBi~QqOf 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
|C,]-mJ G 图4.远场计算对话框
"u{ym J]t T>&dPVmG, 5. 在远场对话框，设置以下参数：
A.YK =_J Wavelength: 0.63
) u b!tm Refractive index: 1.5+0i
&]anRT# Angle Initial: -90.0
,eL&Ner Angle Final: 90.0
L$ jii Number of Steps: 721
0\eSiXs Distance: 100, 000*wavelength
ZY;g)`E1 Intensity
5cl^:Ua )a+bH </' 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
h,]lN'JG{ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
+.$:ZzH# 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
