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：
FeuqqZ\=& •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
76EMS?e •光栅布局
模拟和后处理分析
Z~ DR,: 布局layout
E% \Ohs7 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
rFYw6&;vOi 图1.二维光栅布局
AJ85[~(lX b`DPf@p^kc 用VB脚本定义一个2D光栅布局
v,,Dz8!Ty N
uq/y= 步骤：
:O{
ZZ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
i^&^e g'.5 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 _9"%;:t Wafer Dimensions：
6?KJ"Ai9 Length (mm): 8.5
TllIs&MCe Width (mm): 3.0
" IC0v9 _.3O(? p, 2D wafer properties:
hdx"/.s Wafer refractive index: Air
mdukl!_x 3 点击 Profiles 与 Materials.
w:o,mzuXK 2< Q3-|/i 在“Materials”中加入以下
材料：
]"4 \]_?r Name: N=1.5
@ (LEuYq} Refractive index (Re:): 1.5
^Euqy,8}
+`Ypc Name: N=3.14
L:RMZp*bK Refractive index (Re:): 3.14
p*" H&xA@ %P-z3 0FHp 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
by0M (h Name: ChannelPro_n=3.14
0?8{q{ o+ 2D profile definition, Material: n=3.14
e h} {\P t5jZ8&M5] Name: ChannelPro_n=1.5
8K0@ *0 2D profile definition, Material: n=1.5
Kq2,J&Ca3 o<8=@ ^T 6．画出以下波导结构：
@If ^5s;z a. Linear waveguide 1
U<mFwJ C] Label: linear1
eU.HS78 Start Horizontal offset: 0.0
T_b$8GYfCY Start vertical offset: -0.75
AH#klY K End Horizontal offset: 8.5
)
v^;"q" End vertical offset: -0.75
lq\/E`fc` Channel Thickness Tapering: Use Default
{9*k \d/; Width: 1.5
@XFy^? Depth: 0.0
\1b! I)T9 Profile: ChannelPro_n=1.5
[agp06 $D? >@9>bI+Q b. Linear waveguide 2
^+zhzfJ Label: linear2
p8a \> { Start Horizontal offset: 0.5
]S #m
o Start vertical offset: 0.05
E;Sb
e9] End Horizontal offset: 1.0
ts3BmfR? End vertical offset: 0.05
E||[(l, b Channel Thickness Tapering: Use Default
QvN=<V Width: 0.1
YFY$iN~B, Depth: 0.0
]K(>r#'nH Profile: ChannelPro_n=3.14
^+20e3 ~Y ?XNQ_m8f 7.加入水平平面波：
K}p!W"!o Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
vPA {)l\K Input field Transverse: Rectangular
jk'.Gz X Position: 0.5
1"5-doo Direction: Negative Direction
">^O{X\ Label: InputPlane1
4#^?- 6 2D Transverse:
lYq4f|5H}m Center Position: 4.5
Z U^dLN- N Half width: 5.0
< _~>YJ Titlitng Angle: 45
1EvK\ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
) ]x/3J@ 图2.波导结构（未设置周期）
ni$S @0 x{';0MkUV 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
0+P<1ui 将Linear2代码段修改如下:
CZL:&~l1 Dim Linear2
v2uyn for m=1 to 8
g:sn/Zug] Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
}+fMYgw Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
8~>5k Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
l] .Gz`L Linear2.SetAttr "Depth", "0"
L| uoFG{ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
NY`$D}Bi Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
:"4Pr /}rT Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
W%xg;uzp Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
6eNo }Tos9 ,@1.&!F4it 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。
~;*SW[4 图3.光栅布局通过VB脚本生成
4G4[IA u_ feH|sz`e 设置仿真参数
t<|S7EqIL 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
23AMrDF=N 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
9$u'2TV TE simulation
Z`=[hu Mesh Delta X: 0.015
cJnAwIs_e` Mesh Delta Z: 0.015
{{WA=\N8C Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
o`8dqP 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
cx(a McX6 Number of Anisotropic PML layers: 15
` 5.PPI\h2 其它参数保持默认
!u0qF!/W 运行仿真
:q
xd])- • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
8RfFP\ AP • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
T7!"gJ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
f;u<r? >Z .1[[Y} 远场分析
衍射波
,(6U3W*bu 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
_ZnVQ, zY 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$~[k? D 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
Tjfg[Z/x 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
8$H _:*A? 图4.远场计算对话框
I}#_Jt3R pa6.Tp> 5. 在远场对话框，设置以下参数：
T fYXF`d Wavelength: 0.63
4|9c+^%^ Refractive index: 1.5+0i
5f:Mb|. ? Angle Initial: -90.0
Ez*9*]O*+ Angle Final: 90.0
\UdHN=A& Number of Steps: 721
CO` %eL ~ Distance: 100, 000*wavelength
2&f] v`|M| Intensity
VZ`L-P$AF OKo39 A\fu 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
yj6o533 o 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
3=reN6Q 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
