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：
tYhNr •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
c$;Cpt@-j •光栅布局
模拟和后处理分析
gjB(P wx 布局layout
jGDuK b@: 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
7K24sHw;% 图1.二维光栅布局
i~{ 0>"9 |O*?[ |`H 用VB脚本定义一个2D光栅布局
G~f|Sx #*"I?B/fd8 步骤：
r
<2&_$| 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
ca' c5*Fs 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 07vzVsQ}p Wafer Dimensions：
\IOF 9) F Length (mm): 8.5
6PMu*-Nv!j Width (mm): 3.0
0B P=SCi ~AcjB( 2D wafer properties:
i > BQRbU Wafer refractive index: Air
y6>fK@K~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
"iuNYM5 P ,d8*7my 在“Materials”中加入以下
材料：
OB+QVYk" Name: N=1.5
I5W#8g!{ Refractive index (Re:): 1.5
q =26($ }t1 J`+x% Name: N=3.14
W'5c%SI Refractive index (Re:): 3.14
j"vL$h GAlM:> 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
@.h;k4TD Name: ChannelPro_n=3.14
bO
}9/ Ay 2D profile definition, Material: n=3.14
F2',3 ,veI'WHMB Name: ChannelPro_n=1.5
K^c%$n:}+ 2D profile definition, Material: n=1.5
=u. hHkx lR5k1J1n 6．画出以下波导结构：
!eD
f}~ a. Linear waveguide 1
,Bl Nj^5f Label: linear1
{BD G;e Start Horizontal offset: 0.0
=m?x 5G^ Start vertical offset: -0.75
o AM)< #U> End Horizontal offset: 8.5
}i9VV+L#1 End vertical offset: -0.75
9@ :QBe3] Channel Thickness Tapering: Use Default
A 7zL\U4 Width: 1.5
US] I[Y6V Depth: 0.0
+.66Ky`|[ Profile: ChannelPro_n=1.5
.-c x9& LDj*~\vsq b. Linear waveguide 2
\s,~| 0_V Label: linear2
X 3(*bj>P Start Horizontal offset: 0.5
azl!#% Start vertical offset: 0.05
tIo
b End Horizontal offset: 1.0
X=%e'P*X End vertical offset: 0.05
mh,a} bX{ Channel Thickness Tapering: Use Default
x\K,@ Width: 0.1
!5 >PZ{J Depth: 0.0
J{PNB{ v Profile: ChannelPro_n=3.14
d, 0Klew WL}XD
K x 7.加入水平平面波：
l6pvQ| Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
<4.j] BE Input field Transverse: Rectangular
p4z
thdN[ X Position: 0.5
iB5'mb* Direction: Negative Direction
";
m lQyP Label: InputPlane1
`"y:/F"{ 2D Transverse:
gh.+}8= " Center Position: 4.5
f<3lxu Half width: 5.0
B1b9
JS(> Titlitng Angle: 45
|eP5iy wg Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
V6fJaZ 图2.波导结构（未设置周期）
O+ xzM[[ ] +T$ D 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。
f;obK~b[ 将Linear2代码段修改如下:
? w@)3Z=u Dim Linear2
QNGp+xUHJ9 for m=1 to 8
#S"s8wdD
Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
G k:k
px Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
?{wD%58^oG Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
N@V:nCl Linear2.SetAttr "Depth", "0"
b8|<O:]Hp Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
S%df'bh$ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
L`"V_
"Q#0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
o~26<Lk Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Koc5~qUY] jt3=<&*Bm 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:+ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
t@q==VHF aq - | 设置仿真参数
u]& +TR 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
lg*?w/JX+ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
I6PReVIb TE simulation
hpYW1kfQl Mesh Delta X: 0.015
| 2Uw8M7.E Mesh Delta Z: 0.015
e//jd&G Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
:}-izd)/j 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
X~Hm.qIR Number of Anisotropic PML layers: 15
+QeA*L$~ 其它参数保持默认
f(T`(pX0V 运行仿真
4mnVXKt%. • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
J>1%* Tz • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
o^b5E=?>C • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
.pIO<ZAFT "%#CMCE|f 远场分析
衍射波
wxy@XN"/i+ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
EF'8-* 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$J#Z`%B^y 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
' 1X^@]+6 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)
|BXp ` 图4.远场计算对话框
b"w@am>& 5-UrHbpCZ# 5. 在远场对话框，设置以下参数：
*/4hFD { Wavelength: 0.63
$4hi D;n Refractive index: 1.5+0i
Ru4M7 % Angle Initial: -90.0
#x \YA#~ Angle Final: 90.0
ZP
] O k Number of Steps: 721
FSYs1Li_C Distance: 100, 000*wavelength
M9?f`9 Intensity
fp J%{z2 Q;GcV&f;f 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
2.'hr/ . 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
^ 0?ww&X 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
