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：
t{WzKy •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
+[tE ^`-F •光栅布局
模拟和后处理分析
-OA?BEQ=I 布局layout
:E@3Vl#U 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
yz LpK; 图1.二维光栅布局
Gmq/3tw = <X?sj5 用VB脚本定义一个2D光栅布局
B&.FO O 0 Emr<n 步骤：
/s[l-1zW 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3+G@g#MY 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 I9 mvt e Wafer Dimensions：
cnFI
&,FM Length (mm): 8.5
:SGF45>B@ Width (mm): 3.0
L_+k12lm ,>eMG=C; g 2D wafer properties:
oNU0 qZ5 Wafer refractive index: Air
I>[RqG 3 点击 Profiles 与 Materials.
x-AZ %)N9 ;r>snJ=M 在“Materials”中加入以下
材料：
`}l JH i Name: N=1.5
)6Ny1x+ Refractive index (Re:): 1.5
:) _~w4& rZfN +S,g Name: N=3.14
'6xQT-sUih Refractive index (Re:): 3.14
ni6{pK4Wqm 0LfU=X0#7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
lm xr oHE Name: ChannelPro_n=3.14
Fx
$Q;H!. 2D profile definition, Material: n=3.14
q*7zx_ o (A?H1 9 Name: ChannelPro_n=1.5
ND s!a 2D profile definition, Material: n=1.5
Tjl:|F8 P 4F3Dc 6．画出以下波导结构：
zD(`B+ a. Linear waveguide 1
YQpSlCCo
3 Label: linear1
( @3\`\X Start Horizontal offset: 0.0
qnoNT%xazo Start vertical offset: -0.75
.hba*dV End Horizontal offset: 8.5
<IC~ GqXv End vertical offset: -0.75
2A\,-*pc Channel Thickness Tapering: Use Default
Pp| *J^U 4 Width: 1.5
Ty<L8+B| Depth: 0.0
)* Q-.Je/U Profile: ChannelPro_n=1.5
']>Mp #j Ojt`^r !V b. Linear waveguide 2
+q)5dYRzV
Label: linear2
sp
]zbX? Start Horizontal offset: 0.5
]Lm9^q14m Start vertical offset: 0.05
lr{?"tl_ End Horizontal offset: 1.0
4 lM8\Lr End vertical offset: 0.05
N @#c,, Channel Thickness Tapering: Use Default
\ig mv]G% Width: 0.1
ylB7* >[ Depth: 0.0
-CR?<A4mud Profile: ChannelPro_n=3.14
2Y>~k{AN% 7 As|Ns` 7.加入水平平面波：
`KCh*i Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
OKP9CLg9
Input field Transverse: Rectangular
,i0 b)=!o X Position: 0.5
2PeR Direction: Negative Direction
UTSL Label: InputPlane1
R-RDT9&< 2D Transverse:
d~?X/sJ t Center Position: 4.5
.!6>oL/iF Half width: 5.0
M#4QQ } F. Titlitng Angle: 45
7;tJK^J` Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
p[@5&_u(z 图2.波导结构（未设置周期）
wBInq~ K_ `xc^_781\ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
/\w) >0 将Linear2代码段修改如下:
" &/]@)TPz Dim Linear2
H %1$,]F for m=1 to 8
0}:2Q# Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
$XU5??8 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
t'~/$=9 }
Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
2q Hf' Linear2.SetAttr "Depth", "0"
5I,gBT|B Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
ph}j[Co Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
)%X;^(zKM Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
8*c3| Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
bpkwn<7- XG@`ZJhU6 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。
$f pq
3 图3.光栅布局通过VB脚本生成
LrCk*@ PU {uE[ 设置仿真参数
u0RS)&
1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
\#rO!z
d 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
>|o_wO TE simulation
M|[ZpM+ Mesh Delta X: 0.015
8CC/ BOe Mesh Delta Z: 0.015
+y#T?!jQYj Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
;XC@ =RpX 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
M0c 9pE Number of Anisotropic PML layers: 15
b}G24{ 其它参数保持默认
y\F=ui 运行仿真
t ehUD& • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
'(#g1 H3 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
3_`szl- • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'ZQWYr9 R 7@PIM5h 远场分析
衍射波
*]x*B@RF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
DP7 C ?}( 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
DJQglt}~ 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
: &J8.G^ 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)
a}d6o;li 图4.远场计算对话框
^+R:MBK z}.D"
P+ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
z 8Q"% @ Wavelength: 0.63
nSY-?&l 6P Refractive index: 1.5+0i
f]d!hz ! Angle Initial: -90.0
)9 P&= Angle Final: 90.0
"L3Xd][ Number of Steps: 721
1]\TI7/ n Distance: 100, 000*wavelength
~2/{3m{3 A Intensity
PM4>T hQ 9DEh* %q 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
$`vkw(;t)1 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
W>L@j( 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
