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/sMAB •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!0k'fYCa •光栅布局
模拟和后处理分析
p3R: 3E6p 布局layout
}aC@o v]2 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
,2 C{X+t 图1.二维光栅布局
MR{JMo=r LqA&@ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
U1!#TD)@ ?cRGdLP'D 步骤：
!|@hU/ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
SWpvbs.'so 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 swGp{wJ Wafer Dimensions：
2S^:fm} Length (mm): 8.5
]:X# w0UR Width (mm): 3.0
N(W ;\>P Gi=s|vt 2D wafer properties:
U b_!~tb}? Wafer refractive index: Air
j[e<CGZ 3 点击 Profiles 与 Materials.
rQ*Fc~^L o oW; s<6 在“Materials”中加入以下
材料：
uz%<K(:Ov Name: N=1.5
N ">4I) Refractive index (Re:): 1.5
lNwqWOWy X {YY)}^ Name: N=3.14
*@1(!A Refractive index (Re:): 3.14
& u Mx*TTY $t{;- DpNB 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
)5Nj wLs Name: ChannelPro_n=3.14
>nqCUhS 2D profile definition, Material: n=3.14
{k"t`uo_ 4[VW~x07 Name: ChannelPro_n=1.5
:Ou[LF.O 2D profile definition, Material: n=1.5
g;n6hXq4 7XU$O$C 6．画出以下波导结构：
Am @o}EC a. Linear waveguide 1
XGCjB{IV Label: linear1
$]`rWSYtv` Start Horizontal offset: 0.0
a F!Im} Start vertical offset: -0.75
SE7mn6,%\ End Horizontal offset: 8.5
P]mJ01@' End vertical offset: -0.75
_yN&+]c Channel Thickness Tapering: Use Default
|T) $E Width: 1.5
H,q-*Kk Depth: 0.0
\)'5V!B|s Profile: ChannelPro_n=1.5
ALY3en9, gx ]5)O b. Linear waveguide 2
5ca!JLs Label: linear2
$3'xb/3| Start Horizontal offset: 0.5
&`^P O $ Start vertical offset: 0.05
hC
D6 End Horizontal offset: 1.0
\Aq$h:< End vertical offset: 0.05
089 <B& < Channel Thickness Tapering: Use Default
qe<xH#6 Width: 0.1
AdgZau[Y6 Depth: 0.0
kE`Fg( M Profile: ChannelPro_n=3.14
;Zt N9l 5>! I6[{ 7.加入水平平面波：
_X]\#^UiO2 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
/:. p{y Input field Transverse: Rectangular
8quH#IhB X Position: 0.5
N eC]MW Direction: Negative Direction
8c3/n Label: InputPlane1
-SlAt$I J 2D Transverse:
zb,YYE1 Center Position: 4.5
{TVQ]G%'b Half width: 5.0
4L _AhX7 Titlitng Angle: 45
k@
So l6 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
uGU-MC * 图2.波导结构（未设置周期）
9'Cu9nR \ !qe@h< 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。
#DA , * 将Linear2代码段修改如下:
Q79WGW Dim Linear2
H.]p\ UY9 for m=1 to 8
ecMpU8}rR Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
fJK;[*&Y Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
- ,qGEJ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
!IC@^kkh{ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
ql I1<Jx Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
9WT{~PGj Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
i it 5IV Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
XYze*8xUb Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
cXIuGvE&= U&o ~U] rm 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。
kIJ =]wU|v 图3.光栅布局通过VB脚本生成
?`3G5at)9f >>T,M@s-: 设置仿真参数
_Rk >yJD7s 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
RV>n Op}R 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
PnJA'@x TE simulation
*],= ! Mesh Delta X: 0.015
9/PX~ j9O? Mesh Delta Z: 0.015
*(o^w'5 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
J?/NJ-F 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
|[iEi Number of Anisotropic PML layers: 15
q
r F:=?`E 其它参数保持默认
rI'kZ0& 运行仿真
wpf • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
}_fV v{D
• 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
FPkig`(3 • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Z|BOuB^ V>"N VRY 远场分析
衍射波
yHnN7& 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
F>U*Wy 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@N6KZn |R 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
:MI LOwF 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)
K_}81|= 图4.远场计算对话框
ge[&og/$ B&sa|'0U 5. 在远场对话框，设置以下参数：
NC%)SG \ Wavelength: 0.63
uWkuw5 ; Refractive index: 1.5+0i
?jn";: Angle Initial: -90.0
s@K #M Angle Final: 90.0
keS%w] 87 Number of Steps: 721
e^h4cC\^ Distance: 100, 000*wavelength
kj@m5`G Intensity
+K61-Div / jN &VpDG 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
v;:. k,E0 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Bw4PxJs- 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
