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：
h<BTu7a`r •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
F Zk[w>{ •光栅布局
模拟和后处理分析
<!?ZH"F0 布局layout
}y%mG&KSz 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
~A*$+c( 图1.二维光栅布局
(abtCuZ8z F=;nWQ& 用VB脚本定义一个2D光栅布局
//^{u[lr XeAH.i< 步骤：
Qgl5Jr. 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
_2<d6@} 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 ban;HGGNG{ Wafer Dimensions：
N9O}6 Length (mm): 8.5
9]a!1 Width (mm): 3.0
H U-#xK j|y"Lcq 2D wafer properties:
QV=|'
S Wafer refractive index: Air
->@iw!5xu 3 点击 Profiles 与 Materials.
&3YXDNm ET~^P 在“Materials”中加入以下
材料：
28 ;x5m)N Name: N=1.5
],f%:
?%50 Refractive index (Re:): 1.5
L^jhr>-"; -$(2Z[ Name: N=3.14
p @+D$ Refractive index (Re:): 3.14
y~rtYI
V}q=!zz 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
= /=?l Name: ChannelPro_n=3.14
W_| 7hwr 2D profile definition, Material: n=3.14
>]?!9 @#IH O J)XJL Name: ChannelPro_n=1.5
x )e(g}n 2D profile definition, Material: n=1.5
/#e-x|L !l1jQq_mK 6．画出以下波导结构：
OH vV_ a. Linear waveguide 1
h%U,g
9_ Label: linear1
c.;<+dYsm* Start Horizontal offset: 0.0
PKt;]T0 Start vertical offset: -0.75
8?$XT End Horizontal offset: 8.5
Kl*/{&,P End vertical offset: -0.75
~G 8haN4 Channel Thickness Tapering: Use Default
V(6Ql
j7 Width: 1.5
$Q5 6~AP Depth: 0.0
7 u[$ Profile: ChannelPro_n=1.5
bN.U2 %~! s^-o_K\*c b. Linear waveguide 2
r?=3TAA Label: linear2
=tqChw
Start Horizontal offset: 0.5
O3(H_(P Start vertical offset: 0.05
8,?*e YNjb End Horizontal offset: 1.0
VKHzGfv End vertical offset: 0.05
3qrjb]E%} Channel Thickness Tapering: Use Default
2<^eVpNJR Width: 0.1
-o`|A767 Depth: 0.0
^a;412 Profile: ChannelPro_n=3.14
J" yq)0 p`oHF 5 7.加入水平平面波：
9lSs;zm{Q Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
_t\)W(E& Input field Transverse: Rectangular
5@{~8 30 X Position: 0.5
(Z at|R.F Direction: Negative Direction
Ip;;@o&D Label: InputPlane1
O}q(2[*i 2D Transverse:
P<IZ%eS3B Center Position: 4.5
e2M jV8Bs Half width: 5.0
B3V+/o6 Titlitng Angle: 45
H @ .1cO Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
hg}R(.1K= 图2.波导结构（未设置周期）
5Q@4@b{C ^h"F\vI pV 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。
U7d 0 5y ' 将Linear2代码段修改如下:
.7MLgC; Dim Linear2
7>yb8/ J for m=1 to 8
hquN+eIDH Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
!i?aRI/6 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
S *K0OUq Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
9l:v Vp7Uk Linear2.SetAttr "Depth", "0"
H4g1@[{|0O Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
vK8!V7o~h% Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
aDjYT/`l Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
>Mk#19j[/ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Zi ;7.P qL -owap -Va 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。
%vjfAdC 图3.光栅布局通过VB脚本生成
BYWs \6vK z%Ivc*x5 设置仿真参数
WEk3
4crk 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
-v62 s 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
gl!F)RdH TE simulation
rJ fO/WK Mesh Delta X: 0.015
+{ "w5o<CO Mesh Delta Z: 0.015
CeW}z kcT Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
o9A wW 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
3\&I7o3V Number of Anisotropic PML layers: 15
CGJ>j}C 其它参数保持默认
L$
ZZ]?7j 运行仿真
2U `g[1 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
nSeb?|$D 6 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Kma-W{vG D • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
eAbp5}B G;v3kGn 远场分析
衍射波
Q@? {|7: 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
q
OX=M 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
RS
/*D p^ 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
O (YvE 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)
T{mIk p< 图4.远场计算对话框
L|K^w *\C cK~VNzsz 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Q DJe:\n Wavelength: 0.63
*K2fp=Ns Refractive index: 1.5+0i
pl5Q2zq% Angle Initial: -90.0
fd *<m8 Angle Final: 90.0
8VR!
Y0`e Number of Steps: 721
<%EjrjdvL+ Distance: 100, 000*wavelength
6e Hw\$/ Intensity
fGMuml?[ e 8PwPI%Pb 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
&U0Y#11Cx 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
:` 20i* 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
