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：
g J[q
{b •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
[@l
v]+@ •光栅布局
模拟和后处理分析
Vwh&^{Eh 布局layout
:M?' ) 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
I9j+x ]) 图1.二维光栅布局
q!h*3mNm *p5T 用VB脚本定义一个2D光栅布局
GHsdLe=t0# +mQC:B7> 步骤：
=`.5b:e 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
<IkD= X 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 nF
y7gA| Wafer Dimensions：
Va[dZeoy Length (mm): 8.5
.1q~,}toX Width (mm): 3.0
DBrzw+;e3 ]~x/8%e76 2D wafer properties:
,xM*hN3A Wafer refractive index: Air
WMRgf~TY=2 3 点击 Profiles 与 Materials.
Ty`=U>K| 5N</Z6f'o 在“Materials”中加入以下
材料：
R\=\6( " Name: N=1.5
Nm :lC%>X Refractive index (Re:): 1.5
2
]6u
B e ZjbG&o c Name: N=3.14
l8Iy 03H Refractive index (Re:): 3.14
u^.k"46hn -hV KPIb 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
D7 '0o`| Name: ChannelPro_n=3.14
QL!+.y% 2D profile definition, Material: n=3.14
3T^dgWXEG f e`G^hV Name: ChannelPro_n=1.5
@MH]s [{o\ 2D profile definition, Material: n=1.5
gM[
J'DMW yFtf~8s3 6．画出以下波导结构：
6? ly. h$ a. Linear waveguide 1
tF1%=&ss Label: linear1
~4gKA D Start Horizontal offset: 0.0
6HQwL\r79 Start vertical offset: -0.75
&!fcL Jd End Horizontal offset: 8.5
_jKVA6_E End vertical offset: -0.75
]KT,s]. Channel Thickness Tapering: Use Default
-zkL)< 7 Width: 1.5
3`8xh 9O Depth: 0.0
\`# 0,pLr Profile: ChannelPro_n=1.5
UHHKI)( Oj\mkg b. Linear waveguide 2
z hL,BTH Label: linear2
rs+37 Start Horizontal offset: 0.5
HKw 4}FC* Start vertical offset: 0.05
}-iOYSn End Horizontal offset: 1.0
e:occT End vertical offset: 0.05
IV*$U7~ Channel Thickness Tapering: Use Default
=_3qUcOP Width: 0.1
|/Z)? Depth: 0.0
3&:fS|L~c Profile: ChannelPro_n=3.14
fdW={}~ IbwRb 7.加入水平平面波：
( Ad! hyE( Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hKYPH?b% Input field Transverse: Rectangular
[GM<Wt0 X Position: 0.5
ZeV)/g,w Direction: Negative Direction
M qH~L?~}| Label: InputPlane1
n3,wwymQ 2D Transverse:
P2F>iK#U Center Position: 4.5
gvYs<,: Half width: 5.0
PD4E& k Titlitng Angle: 45
m"]ys # Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
h65j, v6B 图2.波导结构（未设置周期）
P #PQ4uK \ k6S<46}h| 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
O2f2Fb$B7 将Linear2代码段修改如下:
dW68lVWq_ Dim Linear2
ls Ch K for m=1 to 8
;"z>p25=T Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
oJ:J'$W( Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
XT"c7]X Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
@35 shLs Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Pa< X^& Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
$EF@x}h:A Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
-f=h L7NW Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
{J$aA6t:"T Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
{,=,0NQKn q 0wVV 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。
ZI7<E 图3.光栅布局通过VB脚本生成
m@ YL Z &
j43DYw4 设置仿真参数
s? Kn,6Y 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
hh9{md\ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
}^muAr TE simulation
+Sfv.6~v Mesh Delta X: 0.015
bd4q/w4q Mesh Delta Z: 0.015
_q 8m$4 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
XJ;/ kR 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
,tZwXP{ Number of Anisotropic PML layers: 15
RulIzv 其它参数保持默认
:9}* p@ 运行仿真
ry'(m M • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
#=rR[:M • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
q`P:PRgM • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
K_i2%t3 a;K:~R+@, 远场分析
衍射波
?D_zAh?pW 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
(rJvE* 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
PsLCO(26 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
X_lNnk 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)
U&6f}=v C 图4.远场计算对话框
]Uu/1TTf ?Rdi"{.wI 5. 在远场对话框，设置以下参数：
X\;y;pmRH Wavelength: 0.63
mWh:,[o Refractive index: 1.5+0i
WCH>9Z>c j Angle Initial: -90.0
8P Qt8G. Angle Final: 90.0
f =Nm2(e Number of Steps: 721
7P Distance: 100, 000*wavelength
`)'YU^s Intensity
0^+W"O Vh&uSi1V 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
W/ERqVZR] 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%vW@_A~ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
