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：
]1I-e2Q-J •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'"h}l` •光栅布局
模拟和后处理分析
Rk{vz| 布局layout
q3|SZoN 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Ym $`EN 图1.二维光栅布局
:zpT Gk8Z V=Z%y$1Bc 用VB脚本定义一个2D光栅布局
tv; ?W=&P +^.xLTX`$ 步骤：
:]LW,Eql 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
51ILR9 Bc_ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 JtF)jRB0, Wafer Dimensions：
g<:TsP'| Length (mm): 8.5
O f eM;) Width (mm): 3.0
lGJ&\Lv: d-gcXaA-8 2D wafer properties:
]|[mwC4 Wafer refractive index: Air
=r&i`L{] 3 点击 Profiles 与 Materials.
yz )Nco] &0{&4, 在“Materials”中加入以下
材料：
~W3t(\B' Name: N=1.5
Mv:\T%] Refractive index (Re:): 1.5
zY ].Z S=7 c#@L~ < Name: N=3.14
ft!D2M Refractive index (Re:): 3.14
CYM>4C~>JW v(,YqT>q@U 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
-: Q"aeC5 Name: ChannelPro_n=3.14
GZmfE` 2D profile definition, Material: n=3.14
tw]
l khQ fLA Name: ChannelPro_n=1.5
q~{O^,4S 2D profile definition, Material: n=1.5
WI SK-z JYLAu4s6 6．画出以下波导结构：
drp< f1`l8 a. Linear waveguide 1
59V8cO+qH Label: linear1
.{(gku>g( Start Horizontal offset: 0.0
F#RtU :R Start vertical offset: -0.75
=n;LP#(h ? End Horizontal offset: 8.5
H8E#r*"-m End vertical offset: -0.75
dX-j3lM :# Channel Thickness Tapering: Use Default
;U? 323Z Width: 1.5
i3>_E <"9 Depth: 0.0
vI(CX] o Profile: ChannelPro_n=1.5
nr&9\lG]G '1Ex{$Yk b. Linear waveguide 2
9q2 x} Label: linear2
/KlSI<T@ Start Horizontal offset: 0.5
HYNp vK Start vertical offset: 0.05
.AF\[IQ End Horizontal offset: 1.0
_znpzr9H End vertical offset: 0.05
unr`.}A2> Channel Thickness Tapering: Use Default
QO4eDSW Width: 0.1
,X\qlT5C Depth: 0.0
w(Q{;RNM; Profile: ChannelPro_n=3.14
;r XZ?" c2PBYFCyC 7.加入水平平面波：
]oKHS $W9 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
66po SZR@ Input field Transverse: Rectangular
_A=i2?g X Position: 0.5
R l)g[s Direction: Negative Direction
"}0)~,{x B Label: InputPlane1
^>z+e"PQA 2D Transverse:
1W7ClT_cQ Center Position: 4.5
$$'[ % Half width: 5.0
$;)A:*e Titlitng Angle: 45
Zy>y7O(, Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
~hT(uxU/ 图2.波导结构（未设置周期）
BD mF+ WKq{g+a 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。
v\5`n@}4 将Linear2代码段修改如下:
Kw`}hSE>o Dim Linear2
z/pxZ B ~" for m=1 to 8
E .CG Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
yz%o?%@ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
qh6Q#s>tH Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
hE +M|#o Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Q776cj^L Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
g,f
AV M Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
35fj-J$8 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
UvL=^*tm Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%'Z`425a ,F=FM> o 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。
t]ID 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.nei9Y* =V:Al 设置仿真参数
7<LCX{Uw 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
/7WdG)' 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+_ $!9m TE simulation
i8 =+ <d Mesh Delta X: 0.015
3k:`7E. Mesh Delta Z: 0.015
12}!oS~_ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
OK
\9 ` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
c']m5q39' Number of Anisotropic PML layers: 15
+]e) :J 其它参数保持默认
UDlM?r:f 运行仿真
g!`^!Q/($ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
8,)<,g-/= • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
QGnUP iD^ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
H^jcW wy: +[[^W;<.l 远场分析
衍射波
4!-/m7%eF 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
</2Cn@ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
j$P`/-N 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
[*r=u[67F 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
Ru$%gh>v 图4.远场计算对话框
m-Qy6"eW )~ ^`[` 5. 在远场对话框，设置以下参数：
pwA~?$B1 Wavelength: 0.63
]#W9l\ Refractive index: 1.5+0i
$NBQv6#: Angle Initial: -90.0
CxrsP. Angle Final: 90.0
$?DEO[p. Number of Steps: 721
NOl/y@# Distance: 100, 000*wavelength
D=M'g}l Intensity
D_BdvWSxj qU , {jD$ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
R?#.z# 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
+)_#j/ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
