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：
l$'wD hN* •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
l0hlM# •光栅布局
模拟和后处理分析
A = {UL 布局layout
~WN:DXn 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
3Le{\}-$. 图1.二维光栅布局
TW>WHCAm M|[o aanY' 用VB脚本定义一个2D光栅布局
D1mfm.9_r^ ?NP1y9Y]i 步骤：
:Lug7bUVD 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
zA"`!}* 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 jZ3fKyp# Wafer Dimensions：
8h4'(yGQQW Length (mm): 8.5
{
buy"X4 Width (mm): 3.0
r(2uu 4 N7^? 2D wafer properties:
c{LO6dNg\z Wafer refractive index: Air
s|B3~Q] 3 点击 Profiles 与 Materials.
)tnh4WMh} aoa)BNs 在“Materials”中加入以下
材料：
!#" zT j Name: N=1.5
[ps*uva Refractive index (Re:): 1.5
hDq`Z$_+KX H]jhAf<h Name: N=3.14
HOh!Xcu Refractive index (Re:): 3.14
^w06<m 7(
2{'r 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
g|Fn7] G Name: ChannelPro_n=3.14
FjI`uP 2D profile definition, Material: n=3.14
(NnH:J` C C^'@~)? Name: ChannelPro_n=1.5
A$xF$l 2D profile definition, Material: n=1.5
b,%C{mC d$AWu{y 6．画出以下波导结构：
'-/xyAzS a. Linear waveguide 1
*C=>X193U Label: linear1
ApXy=?fc Start Horizontal offset: 0.0
Nl(3Xqov Start vertical offset: -0.75
!1Cy$}w End Horizontal offset: 8.5
<nK? L cP End vertical offset: -0.75
W1FI mlXS Channel Thickness Tapering: Use Default
@[i4 ^ Width: 1.5
ig':%2V/ Depth: 0.0
nmi|\mof Profile: ChannelPro_n=1.5
.Twk {p h.s+)fl\ b. Linear waveguide 2
t\j *}# S Label: linear2
VD]zz
^ Start Horizontal offset: 0.5
9Ly]DZ;L Start vertical offset: 0.05
Q7COQ2~K End Horizontal offset: 1.0
l /
; End vertical offset: 0.05
usL*
x9i Channel Thickness Tapering: Use Default
#3 pb(fbw Width: 0.1
3% ;a)c;D Depth: 0.0
4^OY
C Profile: ChannelPro_n=3.14
bl(RyA gA U\<?z Dw 7.加入水平平面波：
&7wd?)s Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
4J([6< Input field Transverse: Rectangular
do+.aOC X Position: 0.5
3az& <Pqb Direction: Negative Direction
hJ# xB6 Label: InputPlane1
2WVka 2D Transverse:
gH7|=W Center Position: 4.5
'V=P*#|SR Half width: 5.0
'B0{_RaTb Titlitng Angle: 45
-JjM y X Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
q,eVjtF 图2.波导结构（未设置周期）
zXxT%ZcCj - kwXvYu\ 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。
[ $n_6 将Linear2代码段修改如下:
'9j="R; Dim Linear2
q Xe8K to for m=1 to 8
vV e';|8v Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
KOuCHqCfq Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
xJ)n4) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
hL;(C) ( Linear2.SetAttr "Depth", "0"
b4ONh% Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
,1CIBFY Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
"#oHYz3D Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
nd z ]cx Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Z%/=|[9i A/KJqiag 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。
#"\gLr_:m 图3.光栅布局通过VB脚本生成
zvH8^1yzG $ ,}E 设置仿真参数
t+iHQfuP9A 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
<drODjB 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
TS9|a{j3! TE simulation
=i*;VFc Mesh Delta X: 0.015
m6CI{Sa](l Mesh Delta Z: 0.015
O7<]U_ "I Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
. QJ 5sgmh 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
?9\EN|O^ Number of Anisotropic PML layers: 15
(H E9V] 其它参数保持默认
c> RFdc:U 运行仿真
Zk"eA'"\ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
=~H<Z LE+ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
u5 : q$P • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$m1z-i;/ g8xQ|px 远场分析
衍射波
q~ZNd3O 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
MET' (m 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Ksj -zR; 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
LNpup`>` 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
` a/%W4 图4.远场计算对话框
SY^t} A7:/ 0ANZAX5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Xudg2t)+K Wavelength: 0.63
ua]o6GlO Refractive index: 1.5+0i
1Y@Aixx Angle Initial: -90.0
pDI VZC Angle Final: 90.0
<_tT<5'[$u Number of Steps: 721
\6 <=$vD Distance: 100, 000*wavelength
khrb-IY@ Intensity
cy3B({PLy Id|L`
w 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
_ Khc3Jo 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
F,MO@&ue" 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
