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：
(?kl$~ &| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
5P+ t^\ •光栅布局
模拟和后处理分析
xc:!cA {V 布局layout
{d%& zvJnD 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
P;8>5;U4- 图1.二维光栅布局
s (LT KkMay 用VB脚本定义一个2D光栅布局
r-IVb&uF b 0\~Z5k`IT 步骤：
X$\i{p9jw 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
8; R| 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Lr u-u: Wafer Dimensions：
f8<o8*`7 Length (mm): 8.5
@[?! s%*2 Width (mm): 3.0
OR Wm
C! $hVYTy~} 2D wafer properties:
]:$
O{y Wafer refractive index: Air
C#=bW'C 3 点击 Profiles 与 Materials.
0 Hw-59MK lE
; jCN 在“Materials”中加入以下
材料：
y3;q_4. Name: N=1.5
5ZPzPUa8~ Refractive index (Re:): 1.5
Gy Qm/I 3PU AH Name: N=3.14
/_-;zL Refractive index (Re:): 3.14
u%d K ig Ekm7 )d$ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
ixh47M Name: ChannelPro_n=3.14
daAyx- 2D profile definition, Material: n=3.14
i=32KI(% a!c[! Name: ChannelPro_n=1.5
s& {Qdf 2D profile definition, Material: n=1.5
Drvt H+e YIp-Y}6 6．画出以下波导结构：
a)! g7u a. Linear waveguide 1
7W9d6i) Label: linear1
kF V7l Start Horizontal offset: 0.0
$O:w(U Start vertical offset: -0.75
=`C4qC _ End Horizontal offset: 8.5
W;Jx<-#1 End vertical offset: -0.75
E}Xka1 Bn Channel Thickness Tapering: Use Default
8Chu"PM%-J Width: 1.5
V5GkP1 L Depth: 0.0
MY nH2w] Profile: ChannelPro_n=1.5
6vf\R*D|A g#K'6VK{ b. Linear waveguide 2
>1irSUj"~ Label: linear2
\Z-2leL)j Start Horizontal offset: 0.5
k6?cP0I)5 Start vertical offset: 0.05
9f}X Rz End Horizontal offset: 1.0
b }zBn8l End vertical offset: 0.05
f d8#Ng"1 Channel Thickness Tapering: Use Default
N\1/ JW+ Width: 0.1
M`,XyIn Depth: 0.0
P8gX CX!>U Profile: ChannelPro_n=3.14
vV`|!5x bYh9 sO/l 7.加入水平平面波：
g.#+ z'l Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
-05U%l1e Input field Transverse: Rectangular
{lz G*4? X Position: 0.5
_NdLcpBT? Direction: Negative Direction
9 K Label: InputPlane1
vh>{_
# 2D Transverse:
C@HD(..# Center Position: 4.5
NyI ;v = Half width: 5.0
ZAg;q#z j Titlitng Angle: 45
L]2< &%N2 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
/k7wwZiY@ 图2.波导结构（未设置周期）
dNV v4{S =!-5+I#e 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
. )8 将Linear2代码段修改如下:
]?9[l76O7 Dim Linear2
LE c8NQs for m=1 to 8
H^CilwD158 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
[7"} =9 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
FyEDt@J Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
":d*dl Linear2.SetAttr "Depth", "0"
<e6=% 9 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
i M64,wnA Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
B$`lY DqaG Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
Q.(51]' Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
)hL^+Nn bR 1]/N2& 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。
$M]%vG 图3.光栅布局通过VB脚本生成
2Yyb#Ow wt7.oKbW 设置仿真参数
gB CC 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
=
?N^>zie 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Ww87 TE simulation
T=?
bdIl Mesh Delta X: 0.015
u"F;OT\>g Mesh Delta Z: 0.015
x9`ZO< L$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
h1%y:[_ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
L^KdMMz; Number of Anisotropic PML layers: 15
l:tpL(% 其它参数保持默认
W:ixzpQ 运行仿真
WX*cI Cb5 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7L{li-crI • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Nz]aaoO4 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
ti;%BS S_!R^^ySG9 远场分析
衍射波
*Pb.f 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
>1XL;)IL> 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
x9*ys;~w 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
[>uwk``_ 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)
f
sX;Nj] 图4.远场计算对话框
By/bVZks anZIB 5. 在远场对话框，设置以下参数：
],V
kp Wavelength: 0.63
p[P[#IeL Refractive index: 1.5+0i
)n7)}xy#z Angle Initial: -90.0
cJ4S! Angle Final: 90.0
bf^ly6ml
Number of Steps: 721
xXa#J)' Distance: 100, 000*wavelength
lWl- @ *' Intensity
xDe47&qKM 8c?8X=| D7 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
s#Q _Gu 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
WA$ p_% r= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
