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：
3:jKuOX •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
fV * x2g7w •光栅布局
模拟和后处理分析
9F)v= 布局layout
!q~s-~d^ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
{'Nvs_{6 图1.二维光栅布局
# 'G/&&< 2D` @$)KL 用VB脚本定义一个2D光栅布局
SQ5SvYH @PuJre4!;L 步骤：
$s.:wc^ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
v=nq P{ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |J 2 _2a/" Wafer Dimensions：
cv;&ff2%? Length (mm): 8.5
w[\*\'Vm0 Width (mm): 3.0
'vj4 5b le yhiL< 2D wafer properties:
t3u"2B7oG Wafer refractive index: Air
O _0|Q@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
z=<T[Uy s `xp6\$ 在“Materials”中加入以下
材料：
1B= vr Gq Name: N=1.5
3;~1rw=$< Refractive index (Re:): 1.5
m8$ 6FN +o(t5O[G Name: N=3.14
W%b <(T;
Refractive index (Re:): 3.14
* X\i=
K! Lx,"jA/ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
hXM8`iFW5 Name: ChannelPro_n=3.14
xksQMS2# 2D profile definition, Material: n=3.14
l_iucN 4;Z`u.1 Name: ChannelPro_n=1.5
HxAq& J;xu 2D profile definition, Material: n=1.5
~1wAk0G`n ,0NVb7F;k 6．画出以下波导结构：
2H;&E1: a. Linear waveguide 1
}$#e&&)n Label: linear1
K CJ zE> Start Horizontal offset: 0.0
r4dG83qg Start vertical offset: -0.75
,) '!E^n End Horizontal offset: 8.5
|M#b`g$JO, End vertical offset: -0.75
_IOeO Channel Thickness Tapering: Use Default
x,IU]YW@ Width: 1.5
W+BM|'%}| Depth: 0.0
}M?G qA= Profile: ChannelPro_n=1.5
pez* kU+9 l"RX`N@In b. Linear waveguide 2
&}32X-~y Label: linear2
m'Z233Nt" Start Horizontal offset: 0.5
1QtT*{zm$F Start vertical offset: 0.05
fF[n?:VV End Horizontal offset: 1.0
_X;^'mqf ~ End vertical offset: 0.05
y;Q_8|,F Channel Thickness Tapering: Use Default
Ttn=VX{
\ Width: 0.1
*ntq;] Depth: 0.0
1c~c_Cc4 Profile: ChannelPro_n=3.14
cf1Ve\(YGI $5yS`Iq S 7.加入水平平面波：
yk!,{Q?<$ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
(`GO@ Input field Transverse: Rectangular
xB]~%nC [O X Position: 0.5
Gv>,Ad
ka Direction: Negative Direction
(FbqKx'uq Label: InputPlane1
#tN)O ZA 2D Transverse:
"p.MJxH Center Position: 4.5
ZJsc ?*@ Half width: 5.0
wX8T;bo& Titlitng Angle: 45
&|iFhf[o Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
5!}xl9D 图2.波导结构（未设置周期）
!tCw)cou =+~e44!~D 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。
!cE>L~cza 将Linear2代码段修改如下:
vrm[sP Dim Linear2
)+wBS3BC for m=1 to 8
Z66akr Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
v~q2 D" Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
gsI"G Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
epCU(d*b Linear2.SetAttr "Depth", "0"
-Vn9YeH+ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
AnU,2[( Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
V i2 3pDZ5 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
/tc*jXB Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
F)j-D(c4 15r,_Gp8 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。
UA>~ xJp= 图3.光栅布局通过VB脚本生成
5xwztcR- *GbC`X) 设置仿真参数
{#: js 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
IKKd 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
&fdH
HN TE simulation
=`xk|8 6f Mesh Delta X: 0.015
]G1{@r) Mesh Delta Z: 0.015
`/f9
mn Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
(WR&Vt4R h 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
*I`Sc|A Number of Anisotropic PML layers: 15
;E(gl$c: 其它参数保持默认
( u@[}! 运行仿真
" _jIqj6C • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
^6#FqK+{u • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
t] P[>{y • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
mG7Wu{~=U ? Bq"9*q 远场分析
衍射波
Z}T<^
F 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
g TY \B. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
O4$ra ;UM` 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
Jn +[:s. 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;4vr@EV 图4.远场计算对话框
R5ZnkP EA Zd1+ZH 5. 在远场对话框，设置以下参数：
=#&K\ Wavelength: 0.63
pB|L%#.cW Refractive index: 1.5+0i
'C1=(PE%` Angle Initial: -90.0
i^ G/)bq Angle Final: 90.0
|0U "#xkf Number of Steps: 721
eQx9 Vnb Distance: 100, 000*wavelength
" L1cHP~d Intensity
`mQY%p| Vpt)?];P 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Z 7t 0=U 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
$R2T) 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
