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：
1ssEJ; # s •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
$ I-i=:}g •光栅布局
模拟和后处理分析
1p9+c~4l: 布局layout
|);-{=.OdQ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
p6'wg#15 图1.二维光栅布局
/K]<7 Q.G6 y,KR 用VB脚本定义一个2D光栅布局
sS|N.2* BnLWC 步骤：
lfp'D+#p { 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
mME a*9P 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ?5L.]Isa5 Wafer Dimensions：
R83Me #& Length (mm): 8.5
D*R49hja{ Width (mm): 3.0
X%._:st ^.9I[Umua 2D wafer properties:
Dj9).lgc Wafer refractive index: Air
vc_ 5!K%[ 3 点击 Profiles 与 Materials.
@n##.th r%/ *,lLO 在“Materials”中加入以下
材料：
Z { A) Name: N=1.5
Q+\?gU] Refractive index (Re:): 1.5
yS[Z%]bvU P]G`Y>#$r Name: N=3.14
-a[] #v9 Refractive index (Re:): 3.14
I JA WG /WJ*ro]Hd$ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
z U9G: jH Name: ChannelPro_n=3.14
1wa zJj=v 2D profile definition, Material: n=3.14
I!ykm\< |E)Es!dr Name: ChannelPro_n=1.5
t zhkdG 2D profile definition, Material: n=1.5
\&p MF N@ >,gm@UU 6．画出以下波导结构：
#~r+ a. Linear waveguide 1
U8z $=W o Label: linear1
x^| J- Start Horizontal offset: 0.0
*kXSl73 k Start vertical offset: -0.75
d4#Q<!r End Horizontal offset: 8.5
lr[a~ca\ End vertical offset: -0.75
pCQB<6&1N Channel Thickness Tapering: Use Default
cia 4!-# Width: 1.5
!ACWv*pW Depth: 0.0
\1 [I(u Profile: ChannelPro_n=1.5
?[K+Ym+ %7PprN 0> b. Linear waveguide 2
;u'mSJI ' Label: linear2
l+.E' Start Horizontal offset: 0.5
s9<fPv0w Start vertical offset: 0.05
Ne<"o]_M End Horizontal offset: 1.0
QJ`# &QRp End vertical offset: 0.05
an 3"y6.8 Channel Thickness Tapering: Use Default
e'oM% G[ Width: 0.1
ai(<"| ( Depth: 0.0
bc"E=z Profile: ChannelPro_n=3.14
}*~EA=YN; U-I LzK 7.加入水平平面波：
bUC-} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
\]U@=w Input field Transverse: Rectangular
2B8p3 A X Position: 0.5
dUtxG ~9 Direction: Negative Direction
8=!M0i Label: InputPlane1
z^Nnt 2D Transverse:
O /wl";- Center Position: 4.5
EdA_Hf Half width: 5.0
jGz s; bE Titlitng Angle: 45
M#J OX/ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
6y, M+{ 图2.波导结构（未设置周期）
{4 !%'~ H(ht{.sjI 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。
sQ/7Mc 将Linear2代码段修改如下:
"aN<3 b Dim Linear2
z0V d(QL for m=1 to 8
h'<}N Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
:< =!v5 SK Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
m D:d, ,~ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
$V~r*#$. Linear2.SetAttr "Depth", "0"
o$m64l Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
BBw `8! Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
O+1 e Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
.
({aPtSt! Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
a\\B88iRRZ +15j^ Az 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。
5M{N-L_eC 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Z9ciS";L $"T1W=;j9 设置仿真参数
g*ES[JJH& 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
D5)qmu 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
iYA06~ d TE simulation
-8qLshQ Mesh Delta X: 0.015
GEwgwenv Mesh Delta Z: 0.015
M}}9 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
c6s*u %+}, 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
Ly\$?3 h Number of Anisotropic PML layers: 15
C/e`O|G 其它参数保持默认
a=gT GG"9 运行仿真
?]f+)tCMs • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
-B$oq8 )n* • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
<\ ?ySto • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
~R/7J{Sg 4QK ([q 远场分析
衍射波
o(>!T=f 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
'/SMqmi 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
h$~ NPX 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
fu9 y3` 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)
a2UER1Yp" 图4.远场计算对话框
P6S^wjk p*W4^2(d 5. 在远场对话框，设置以下参数：
P$2J`b[H$ Wavelength: 0.63
@\S a) Refractive index: 1.5+0i
J$&!Y[0 Angle Initial: -90.0
iBx Ck^ Angle Final: 90.0
S
D] d/|y Number of Steps: 721
@fT*fv
Distance: 100, 000*wavelength
AZorz Q]s Intensity
x 3#1 5|x FY/% 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
w@.E}%bwq 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$2 Ox;+ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
