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：
epKr6
xq •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!?_CIt$p •光栅布局
模拟和后处理分析
'.<iV!ZdZ 布局layout
k-a1^K3 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
S !#5 图1.二维光栅布局
YhNrg?nS M*bsA/ Z 用VB脚本定义一个2D光栅布局
NC!B-3?x %E/#h8oN{ 步骤：
,t QN L\t 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
\pkK
>R 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 pY-!NoES Wafer Dimensions：
BKO^ux% Length (mm): 8.5
tK[o"?2y Width (mm): 3.0
#'O9Hn({ ob8}v*s 2D wafer properties:
WY QVe_<z: Wafer refractive index: Air
lz6CK
3 点击 Profiles 与 Materials.
q+4dHS)x 7X T(n v 在“Materials”中加入以下
材料：
Q! 3-P Name: N=1.5
;hODzfNkS Refractive index (Re:): 1.5
g33Y$Xdk 3 ^x&G?) Name: N=3.14
v(R^LqE Refractive index (Re:): 3.14
Z 2@e~&L *;Mc X 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
F WU >WHX Name: ChannelPro_n=3.14
GFE3 p 2D profile definition, Material: n=3.14
'v^shGI%Ht > r
C*. Name: ChannelPro_n=1.5
~8 UMwpl- 2D profile definition, Material: n=1.5
aCH;l~+U 3QKB uo 6．画出以下波导结构：
]@cI _n a. Linear waveguide 1
7Y-Q, ?1 Label: linear1
RhmkpboucC Start Horizontal offset: 0.0
w2V:x[ Start vertical offset: -0.75
<,it<$f# End Horizontal offset: 8.5
?./fVoA]V End vertical offset: -0.75
fQ"Vx! Channel Thickness Tapering: Use Default
?Fl O,|
Width: 1.5
(w2lVL& Depth: 0.0
T%9t8?I Profile: ChannelPro_n=1.5
}6pr.-J x4>"m(&% b. Linear waveguide 2
)g?jHm-p\ Label: linear2
zt9A-%
\R Start Horizontal offset: 0.5
~N}Zr$D Start vertical offset: 0.05
v!DK.PZbi End Horizontal offset: 1.0
=bP<cC=3b End vertical offset: 0.05
A' uaR? Channel Thickness Tapering: Use Default
mJd 8? d Width: 0.1
THX% z
` Depth: 0.0
5M 9o(Z\AF Profile: ChannelPro_n=3.14
YahW%mv`d h+!R)q8M 7.加入水平平面波：
M6 quPj Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Het>G{ Input field Transverse: Rectangular
6C"zBJcGc X Position: 0.5
c;]^aaQ+> Direction: Negative Direction
ar
7.O;e Label: InputPlane1
\(=xc2 2D Transverse:
of7p~{3H Center Position: 4.5
uV hzJu. Half width: 5.0
|"KdW#.x Titlitng Angle: 45
YM NLn9 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
FIAmAZH}_ 图2.波导结构（未设置周期）
u+z ^*UtF9~%n 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。
o(> #}[N} 将Linear2代码段修改如下:
wpC . !T Dim Linear2
!B#lZjW # for m=1 to 8
J4 j:nd Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
eHGx00: Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
F4"bMN Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
qf ]le] J Linear2.SetAttr "Depth", "0"
@p/"]zf Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9An \uH)mL Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Uc ,.. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
FqG MHM\J Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
~#VDJ[Z B<Cg_C 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。
Y `$\o 图3.光栅布局通过VB脚本生成
#u+qV!4 nFI<Te^) 设置仿真参数
v@2@9/ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
s S 3RK 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
= \oW {? TE simulation
< /5 Mesh Delta X: 0.015
9M 1DE Mesh Delta Z: 0.015
c68y\ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(d,O Lng 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Q3$DX, 8? Number of Anisotropic PML layers: 15
[h&s<<#
D 其它参数保持默认
(R q6m `M2 运行仿真
cUd>ah v • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
2u5\tp?8 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
pV\ > ? • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
.V}bfd[k$ S9nn^vsK 远场分析
衍射波
1=9GV+`n 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
CK|AXz+EN 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
3 m-g- 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
#)48 dW!n 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)
O}2/w2n 图4.远场计算对话框
+R;LHRS% $T66%wX 5. 在远场对话框，设置以下参数：
gcO$ T` Wavelength: 0.63
Slv:CM
M Refractive index: 1.5+0i
-k2|`t _ Angle Initial: -90.0
m#O; 1/P Angle Final: 90.0
(n2_HePE Number of Steps: 721
%BMlc m7Ec Distance: 100, 000*wavelength
]BRwJ2< x Intensity
lua c 7Lj:m.0O^ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
p0l.f`B 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
>\J<` 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
