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：
Vi~9[&.E\! •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
;!(.hCHvr •光栅布局
模拟和后处理分析
f#:7$:{F1 布局layout
Lh~Ym<CeN 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
f`X#1w9 图1.二维光栅布局
2M>Y3Q2Yv djVE x } 用VB脚本定义一个2D光栅布局
SSANt?\Z< Az2HlKF"L 步骤：
pb~&gliW 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
y%CaaK=V3 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 i)V-q9\ Wafer Dimensions：
Y? Yix Length (mm): 8.5
^Bihm] Aq Width (mm): 3.0
{q2H _ H X*Mw 0;+T 2D wafer properties:
iYj+NL Wafer refractive index: Air
1!. CfQi 3 点击 Profiles 与 Materials.
;t i{
#(Ux d;KrV=%30s 在“Materials”中加入以下
材料：
5B{ O!SNd Name: N=1.5
! 7SZZ z Refractive index (Re:): 1.5
K /h9 x9^ )J+vmY~& Name: N=3.14
v2 [
l$ Refractive index (Re:): 3.14
vkan+~H ?\:ysTVu 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
.L% _# A Name: ChannelPro_n=3.14
9PEjV$0E2 2D profile definition, Material: n=3.14
+` B m w}pFa76rm Name: ChannelPro_n=1.5
+vf k+6 2D profile definition, Material: n=1.5
u79.`,Ad& o
Wg5-pMWZ 6．画出以下波导结构：
uj_u j! a. Linear waveguide 1
s,ZJ?[/ Label: linear1
UT$G?D";M Start Horizontal offset: 0.0
b #|M-DmT Start vertical offset: -0.75
Y+ P\5G End Horizontal offset: 8.5
%"@KuqV End vertical offset: -0.75
sj003jeko Channel Thickness Tapering: Use Default
<pR b#G" Width: 1.5
0Ep%&>@ Depth: 0.0
RH^8 "%\ Profile: ChannelPro_n=1.5
%WH u e 6w<jg/5t b. Linear waveguide 2
dkJ+*L5 Label: linear2
#)_4$<P*' Start Horizontal offset: 0.5
z^S=ji U++ Start vertical offset: 0.05
ge?1ez2 End Horizontal offset: 1.0
^3 IO.`| End vertical offset: 0.05
I
:%(nKBK Channel Thickness Tapering: Use Default
jR\&2;T Width: 0.1
PoY+Y3 Depth: 0.0
OT{wqNI Profile: ChannelPro_n=3.14
W"YFx*W _!H{\kU 7.加入水平平面波：
#r qLuqw Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
" GkBX Input field Transverse: Rectangular
Ki{& ,:@ X Position: 0.5
5`*S'W}\> Direction: Negative Direction
`Q^G
k{9P Label: InputPlane1
*xA&t)z(i 2D Transverse:
pJ"Wg @+ Center Position: 4.5
p E lF,Y Half width: 5.0
Q3u
P7j Titlitng Angle: 45
)t{?7w y Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
:% )va 图2.波导结构（未设置周期）
4*d$o =wa 3|8\,fO? 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。
&]3_ .C 将Linear2代码段修改如下:
SwpS 6 Dim Linear2
xCz(qR for m=1 to 8
n.n;'p9t@ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
thIuK V{CO Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Vb az#I Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Lqq
RuKi Linear2.SetAttr "Depth", "0"
<R5 82$( I Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
.;)7)% Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
@{3$H^ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
S\b [Bq Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
_>+!&_h pyYm<dn 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。
uOUgU$%zqH 图3.光栅布局通过VB脚本生成
uMKO^D wO9|_.Z{ 设置仿真参数
88x_}M^Fnl 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
y :u7*%" 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
/5 yjON{ TE simulation
~ (bY-6z Mesh Delta X: 0.015
uNSaw['0j Mesh Delta Z: 0.015
s)C5u;3 ! Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
qM78s>\-h 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
t 66Cx Number of Anisotropic PML layers: 15
3}R}|Ha
J# 其它参数保持默认
4'u +%6+__ 运行仿真
0%J0.USkM7 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
@9# l3 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
HXV4E\JA • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
z5.Uv/n\1 Nl/^g a 远场分析
衍射波
-wr#.8rzTT 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
DR]= \HQ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
zI-]K, ! 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
E;v #' 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
|ppG* ee 图4.远场计算对话框
zm>^!j
! WSEw:pln 5. 在远场对话框，设置以下参数：
OHRkhwF. Wavelength: 0.63
;Aqj$ x Refractive index: 1.5+0i
(8"advc6 Angle Initial: -90.0
iYaS Angle Final: 90.0
m3T=x = Number of Steps: 721
lKdd3W"o Distance: 100, 000*wavelength
q4MR9ig1E_ Intensity
b-8}TTL> n jxfBA: 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
52,[d P,g 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
L;GkG! g 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
