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：
Su`LB z" •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Li~(kw3 •光栅布局
模拟和后处理分析
cs E 9Ns 布局layout
&09z`* , 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
YV t#( jl 图1.二维光栅布局
6*,'A|t?y }&#R-eQT 用VB脚本定义一个2D光栅布局
V\^rs41$; 02E-|p ; 步骤：
XH4!|wz 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
>B (%$jG Z 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 , f9V`Pz) Wafer Dimensions：
#g[jwl' Length (mm): 8.5
, 9<}V;( Width (mm): 3.0
qS<a5 `EA a@ `1 5O: 2D wafer properties:
L6 `(YX.: Wafer refractive index: Air
y oa"21E$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
`<&RZB2 tWR>I$O8F 在“Materials”中加入以下
材料：
)\!_ `ob Name: N=1.5
'Lu7cb^ Refractive index (Re:): 1.5
c: etJ
jL8[;*^G Name: N=3.14
D yv 6K_, Refractive index (Re:): 3.14
Cj31>k1 : l>&5w; 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
N*z_rZ E Name: ChannelPro_n=3.14
Jydz2
zt! 2D profile definition, Material: n=3.14
7=C$*)x 2RXU 75VY Name: ChannelPro_n=1.5
({ 'I;]AQ 2D profile definition, Material: n=1.5
&LM@_P"T 1}+l L)-! 6．画出以下波导结构：
19-|.9m( a. Linear waveguide 1
N,U<.{T=A Label: linear1
rlG& wX Start Horizontal offset: 0.0
=au7'i |6 Start vertical offset: -0.75
<#AS[Q[N End Horizontal offset: 8.5
8 CKN^8E End vertical offset: -0.75
OB"Ur-hJ0 Channel Thickness Tapering: Use Default
xG sg' Width: 1.5
pN# \ Depth: 0.0
*olV Y/'O Profile: ChannelPro_n=1.5
g]au|$L4 &}}c>]m b. Linear waveguide 2
sY nf
# ' Label: linear2
\|
qr&(PG Start Horizontal offset: 0.5
E>|[@Z Start vertical offset: 0.05
ERcj$ [:T( End Horizontal offset: 1.0
ph\ KTLU End vertical offset: 0.05
:SFcnYv0 Channel Thickness Tapering: Use Default
k( l Width: 0.1
2{ ^k*Cfd Depth: 0.0
Wr+?ul*_ Profile: ChannelPro_n=3.14
I3Gz, y+ mFCD wh] 7.加入水平平面波：
1F?`.~q Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Lc,` Input field Transverse: Rectangular
ioxs x>e< X Position: 0.5
3LXS}~& Direction: Negative Direction
*m2{6N_ Label: InputPlane1
M$&aNt; 2D Transverse:
H^y%Bi&^ Center Position: 4.5
H9nVtS {x Half width: 5.0
U~!yGj F Titlitng Angle: 45
F-i`GMWC Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Vk%[N> 图2.波导结构（未设置周期）
0I6[`*|SX 5IOMc 4v 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
qMy>: ,)Z 将Linear2代码段修改如下:
T=lir%q Dim Linear2
72rnMHq for m=1 to 8
?VC[%sjwn Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
>y&Db Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
Vgy} 0pCl Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
s;oDwT1 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
6z uWG0t Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
-h=K]Y{ ` Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
_@U?;73"5 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
{#>>dILPr Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
@C[]o.r Rou$`<{H 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。
J:6wFmU 图3.光栅布局通过VB脚本生成
aLr\Uq,83 jP*5(*[&y 设置仿真参数
5Fh?YS = 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
5I #L|+ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
RmXC
^VQ TE simulation
Y{c_5YYf Mesh Delta X: 0.015
Z}#, E ; Mesh Delta Z: 0.015
J: s^F
n Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
0*?/s\>PS; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
n _G< /8 Number of Anisotropic PML layers: 15
&?~OV:r9 其它参数保持默认
l| 1O9I0Gd 运行仿真
z [xi • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
q, b6). • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
_T[ =7 cn • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
$nR1AOm}.B U@ #YK v 远场分析
衍射波
eK_Q>;k5A 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
! Jh/M^ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
k pc3l[.A 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
}e}J6 [wP 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
z#qlu= 图4.远场计算对话框
hh\\api H>8B$fi )$ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
=,Y i" E Wavelength: 0.63
u\~dsD2)q Refractive index: 1.5+0i
XXbA n-J Angle Initial: -90.0
EL _rh TWw Angle Final: 90.0
|&JCf = Number of Steps: 721
*=]hc@ Distance: 100, 000*wavelength
pJM~'tlHV Intensity
p-]v f$u ]"'$i4I{R 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
G8}w|'0m 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
J%|!KQl 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
