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
q+7K •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
"*H'bz K •光栅布局
模拟和后处理分析
A= YEY n 布局layout
Vg C9' "| 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
[> aoDJ 图1.二维光栅布局
b`={ s ^w. (*; / 用VB脚本定义一个2D光栅布局
v#YS`];B ovBd%wJ 0 步骤：
f >, Qhl 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
0 o^ #Fmuz 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 Al-%j- j@- Wafer Dimensions：
- T>wi J Length (mm): 8.5
xZ{|D Width (mm): 3.0
.of :#~ 5M.n'* 2D wafer properties:
~ "4 vd 3 Wafer refractive index: Air
tV}ajs 3 点击 Profiles 与 Materials.
V
n!az} jP7+s.j> 在“Materials”中加入以下
材料：
"'p +qbT8 Name: N=1.5
(Q
p] 0 Refractive index (Re:): 1.5
1 069 ] %` uRUex Name: N=3.14
uD* s^ Refractive index (Re:): 3.14
3lrZ-k+S{ k;Ny%%5 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Q!A3hr$IF Name: ChannelPro_n=3.14
=g>7|?6>= 2D profile definition, Material: n=3.14
Qd)cFL "v V/wc[p
~ Name: ChannelPro_n=1.5
]bU'G$Qm&s 2D profile definition, Material: n=1.5
F8r455_W" < $?}^
0R 6．画出以下波导结构：
(R|FQdH a. Linear waveguide 1
Gy Xs{* Label: linear1
F SZoT! Start Horizontal offset: 0.0
j
&[WE7wf Start vertical offset: -0.75
EvardUB) End Horizontal offset: 8.5
z o))x( End vertical offset: -0.75
= &g}Y Channel Thickness Tapering: Use Default
< }'B-k9 Width: 1.5
^ HN Depth: 0.0
r D!.N
Profile: ChannelPro_n=1.5
nm|m1Z+U t=\ [J+ b. Linear waveguide 2
z&J ow/ Label: linear2
Mh/>qyS *2 Start Horizontal offset: 0.5
^3@a0J=F Start vertical offset: 0.05
$j2)_(<A%Q End Horizontal offset: 1.0
E#F9<=mA) End vertical offset: 0.05
/Rcd}rO Channel Thickness Tapering: Use Default
la{ :RlW Width: 0.1
W[Ew 6)1T Depth: 0.0
^9f`3~!#bc Profile: ChannelPro_n=3.14
|l \/ {F nX aX= 7.加入水平平面波：
?g#t3j>zoF Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
qy (/
Input field Transverse: Rectangular
F3|pS : X Position: 0.5
adPU)k_j: Direction: Negative Direction
~I ^[rP~ Label: InputPlane1
nKJ 7K8) 2D Transverse:
I=Dk'M Center Position: 4.5
W>s9Mp Half width: 5.0
4O"kOEkKT> Titlitng Angle: 45
c5+lm}R ? Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6uE1&-:L 图2.波导结构（未设置周期）
!*.
nR(>d qvT+d
l3#[ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
tZ24}~da 将Linear2代码段修改如下:
d3J_IW+8R$ Dim Linear2
5va&N<U for m=1 to 8
~vZzKRVS Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
>} (*s^!k Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4z DAfi#0 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
e>9{36~jh Linear2.SetAttr "Depth", "0"
d?X6x Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
&Zy=v k* Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
=QO[zke: Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
wyEgm:V t Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
M\ 4;d # >gLy z2 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。
}ucg!i3C 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Jm,X~Si 6Tmb@<I_ 设置仿真参数
)@|Fh@| 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
fB}5,22 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
d"a7{~l TE simulation
zszx@`/3 Mesh Delta X: 0.015
U>jk`?zW Mesh Delta Z: 0.015
T mE4p Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
<:t\P. 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
)F 2tV ]k\ Number of Anisotropic PML layers: 15
~i#xjD5 其它参数保持默认
A0sW 9P6 F 运行仿真
j !n> d • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~m&oa@*=y • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
e (N <Mf • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
xF31%b`z: Ci:QIsu* 远场分析
衍射波
L%Hm# eFx 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
," R_ve 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
NistW+{< 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
a{.n(M 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)
R7b*(3 3 图4.远场计算对话框
$^ 3 f}IzA haK5Oe/cE 5. 在远场对话框，设置以下参数：
bG?[":k Wavelength: 0.63
dK$dQR# Refractive index: 1.5+0i
O:R{4Q*5 Angle Initial: -90.0
X;RI7{fW%X Angle Final: 90.0
!+l,
m8Hly Number of Steps: 721
&N nMz9 Distance: 100, 000*wavelength
<a3XV Intensity
Y>~zt - 4(ZV\}j1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
=MLL-a1 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[!
BH3J! 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
