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：
NZC='3 Uz •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
C$td{tM •光栅布局
模拟和后处理分析
a!y,!EB+Qu 布局layout
W j j2J 8B 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
E'^]zW=9 图1.二维光栅布局
9X$#x90 @ZkAul0@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
-iDEh_pts n *i'v tQ8 步骤：
T$^>Fiz{Se 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
X ' #$e{ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 k g,ys 4 Wafer Dimensions：
Ls >u` hG Length (mm): 8.5
blfE9Oy Width (mm): 3.0
k=mT! fAM D2C 2D wafer properties:
4-+ozC{ Wafer refractive index: Air
h lkvk]v 3 点击 Profiles 与 Materials.
{ 0%TMiVf Wz-3?EQ 在“Materials”中加入以下
材料：
w38c Name: N=1.5
`$V[;ld(mz Refractive index (Re:): 1.5
hX8gV~E=y % O&m#)| Name: N=3.14
iRUR4Zs Refractive index (Re:): 3.14
"37@Zt c
BHL, 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
'9 * |N= Name: ChannelPro_n=3.14
mS:j$$]u 2D profile definition, Material: n=3.14
c8-69hb? Im?= e Name: ChannelPro_n=1.5
"y~muE:. 2D profile definition, Material: n=1.5
5X `w&(]m ,qe]fo > 6．画出以下波导结构：
G9i&#)nWr a. Linear waveguide 1
I mPu} Label: linear1
5y%un Start Horizontal offset: 0.0
GX7 eRqz > Start vertical offset: -0.75
8<yV End Horizontal offset: 8.5
aYaG]&hb
End vertical offset: -0.75
P /c
Q1 Channel Thickness Tapering: Use Default
\)^,P A3 Width: 1.5
=!?[]>Dh Depth: 0.0
d2C[wQF Profile: ChannelPro_n=1.5
i'W_;Y} FQk_#BkK b. Linear waveguide 2
8! H8[J Label: linear2
GUu\dl9WA' Start Horizontal offset: 0.5
>'} Y1_S5 Start vertical offset: 0.05
K0 O-WJ End Horizontal offset: 1.0
YY#s= End vertical offset: 0.05
S2rEy2\}: Channel Thickness Tapering: Use Default
?iPZsV Width: 0.1
}uF[Ra Depth: 0.0
sf |oNOz Profile: ChannelPro_n=3.14
( zn_8s I&TTr7 7.加入水平平面波：
Wl&
>6./{ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(s}Rj)V[^ Input field Transverse: Rectangular
2^)D
.& X Position: 0.5
t]
r,9df' Direction: Negative Direction
Vs_ \ykO Label: InputPlane1
Sf
024 2D Transverse:
E-UB -"6 Center Position: 4.5
!,cQ'*<W8- Half width: 5.0
gYTyH. Titlitng Angle: 45
@-'/__cgt Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
/S:w&5e 图2.波导结构（未设置周期）
{S5R K-ax LP^p~5Az 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。
5h`m]#YEG 将Linear2代码段修改如下:
+1otn~(E Dim Linear2
V";mWws+?# for m=1 to 8
5f;n<EP y Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
BFBR/d[& Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
A", e S6 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
Sm$p\OR a Linear2.SetAttr "Depth", "0"
T ;i ?w Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
0JmFQ ^g( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
;[(= kOI Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
oM6j>&$b Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
oN *SRaAp 9{_8cpm4 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。
l6iw=b[? 图3.光栅布局通过VB脚本生成
H@K#|A=a @ SU8 \:(U 设置仿真参数
0CPxIF& 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
d{er |$E? 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
Oo FgQEr@ TE simulation
r?fH
&u Mesh Delta X: 0.015
fv|]= e Mesh Delta Z: 0.015
aXMv(e+ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
K@B" ]6 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
C">`' G2 Number of Anisotropic PML layers: 15
o^HNF+sm 其它参数保持默认
T!MZ+Ph`F 运行仿真
%d EB /[ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
~j=xi P • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
lc]V \ 'e • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Fj
S%n$
j:7* 3@f 远场分析
衍射波
^;.T}c%N 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
DW# Bfo 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
r]v&t 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
9/#0?(K8 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)
b)N[[sOt 图4.远场计算对话框
%B@ ! $30oc
Tt{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
M(yH%i^A Wavelength: 0.63
M)L/d_4ka Refractive index: 1.5+0i
*R BV'b Angle Initial: -90.0
)IQ* Angle Final: 90.0
3filAGR? Number of Steps: 721
JjQ8|En Distance: 100, 000*wavelength
C@1CanL@3 Intensity
|+98h&U~ tv0Ha A 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
ny)]G vxI 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
',GV6kt_k 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
