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：
29:1 crzx~ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
xw?Mc {w •光栅布局
模拟和后处理分析
MU o}Qi0K 布局layout
_T[ =7 cn 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
X\X* -.]{ 图1.二维光栅布局
p3?!}VM!y 3yNILj 用VB脚本定义一个2D光栅布局
(r8Rb*OP Af8&PhyrU 步骤：
Mm7l! 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
C$MaJHkiF 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 B> kx$_~ Wafer Dimensions：
eWjLP{W Length (mm): 8.5
wNsAVUjLe Width (mm): 3.0
om$x ;L6 5DgfrX 2D wafer properties:
qU!*QZ^y& Wafer refractive index: Air
dB{o-R 3 点击 Profiles 与 Materials.
Yh`P+L U `gQ7 在“Materials”中加入以下
材料：
JffjGf-o Name: N=1.5
~jK'n4 Refractive index (Re:): 1.5
eow6{CD8 L<HJ! Name: N=3.14
D ff0$06Nq Refractive index (Re:): 3.14
SKT f =rY ;{Cr +lqTJ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
$JKR, Name: ChannelPro_n=3.14
>Mml+4<5 2D profile definition, Material: n=3.14
oqzx}?0 H,r> @Y Name: ChannelPro_n=1.5
YGp8./ma<I 2D profile definition, Material: n=1.5
}?f%cRT$ F+.:Ry FS 6．画出以下波导结构：
[%U (l< a. Linear waveguide 1
c_#\'yeW Label: linear1
fmH"&>Loc Start Horizontal offset: 0.0
\A
gPkW Start vertical offset: -0.75
asT*Z"/Q! End Horizontal offset: 8.5
J7q]|9Hus| End vertical offset: -0.75
m/#)B6 @A Channel Thickness Tapering: Use Default
rUC@ Bf Width: 1.5
HX1RA 5O Depth: 0.0
nS xFz! Profile: ChannelPro_n=1.5
aAY=0rCI- \B _g=K b. Linear waveguide 2
6FMW}*6< Label: linear2
/15e-(Zz/ Start Horizontal offset: 0.5
Y8I*B =7 Start vertical offset: 0.05
RhVQVj c End Horizontal offset: 1.0
E. @n Rj# End vertical offset: 0.05
"b&[W$e Channel Thickness Tapering: Use Default
Y.M ^tH: Width: 0.1
kh3PEq Depth: 0.0
# h 'F6 Profile: ChannelPro_n=3.14
n(-1vN C(i1 Vx<- 7.加入水平平面波：
ur\v[ k= Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
r|rOIAo Input field Transverse: Rectangular
?nOul }y/ X Position: 0.5
{Lj]++`fB] Direction: Negative Direction
M7 R.? nk Label: InputPlane1
DgOO\ 2D Transverse:
a4gJ-FE Center Position: 4.5
%X(iAoxbj Half width: 5.0
`TvpKS5.Y Titlitng Angle: 45
sdq8wn Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
p|Po##E}g^ 图2.波导结构（未设置周期）
8r@ _ b E? >
ERO3 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。
BLzl XhHn 将Linear2代码段修改如下:
`]L&2RS Dim Linear2
Y#3<w for m=1 to 8
| /,XdTSy Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
P PiN`GM Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
eR,ePyA; Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
octBt`\Of Linear2.SetAttr "Depth", "0"
^J,Zl`N Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0zD[mt Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
*n $=2v^A Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
X-$~j+YC Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
3ifQKKcR{ m[~fT(NI 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。
@1_M's; 图3.光栅布局通过VB脚本生成
zTODV<-` \{W} 设置仿真参数
o+e:H jZZ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
x9U F 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
3 ZO\ P u TE simulation
,tt]C~\u Mesh Delta X: 0.015
8PQKB*<dB" Mesh Delta Z: 0.015
"8{#R*p Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&)4#0L4 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
!9yOFd_ Number of Anisotropic PML layers: 15
XJ & '4h 其它参数保持默认
K.k%Tg [ ~ 运行仿真
dtHB@\1 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~(W q 5<v • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
kk6Af\N Z • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
(~ 6oA f 8 KH|:>s= 远场分析
衍射波
|KF_h ^ 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Fk01j;k.H 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@L Qe[` 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
[
+w= 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)
WCc7 MK 图4.远场计算对话框
~\;s}Fv. 9?8Yf(MC%u 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Gt >*y.] Wavelength: 0.63
cB,O"- Refractive index: 1.5+0i
HE>6A|rgDr Angle Initial: -90.0
UVND1XV^f Angle Final: 90.0
=ELl86=CG Number of Steps: 721
-:mT8'.F - Distance: 100, 000*wavelength
Tw^b!74gq Intensity
''Lf6S`4X~ =1qM`M 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
)YSS>V 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
@)"= b!q= 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
