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：
)9n W `d+ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
kU/MvoV •光栅布局
模拟和后处理分析
y n\c;Z 布局layout
Sh(ys*y> 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
+ Tp % * 图1.二维光栅布局
M)#9Q=< ;d}>8w&tfy 用VB脚本定义一个2D光栅布局
FygN WI ' Q#3}AO 步骤：
Z ;G*wM" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
2OJlE)
. 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |J!mM< *K Wafer Dimensions：
Zye04 &x9k Length (mm): 8.5
$l*?Ce: Width (mm): 3.0
m538p.(LIR nook/ 7] 2D wafer properties:
w( V%EEk Wafer refractive index: Air
Hl}lxK,] 3 点击 Profiles 与 Materials.
2 H%lN` av!;k2" 在“Materials”中加入以下
材料：
p/ (Z2N" Name: N=1.5
)zxb]Pg+ Refractive index (Re:): 1.5
pL,XHR@Iv
?^Aj\z> Name: N=3.14
<q=Zg7zB Refractive index (Re:): 3.14
)G)6D"5,+G trDw|WA 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
) !-gT Name: ChannelPro_n=3.14
y-26\eY^P 2D profile definition, Material: n=3.14
OM 1 Z}%J q7lC}'2fu Name: ChannelPro_n=1.5
H[h J UR+# 2D profile definition, Material: n=1.5
9>4 #I3 znE1t%V 6．画出以下波导结构：
p(pfJ^/:( a. Linear waveguide 1
|^-D&C(Eu Label: linear1
y!1X 3X,V Start Horizontal offset: 0.0
M U$tX Start vertical offset: -0.75
vCi`htm% End Horizontal offset: 8.5
-u@ ^P7 End vertical offset: -0.75
^mq(j_E. Channel Thickness Tapering: Use Default
fJr
EDj4( Width: 1.5
B/l^=u+- Depth: 0.0
~qqx Hymc Profile: ChannelPro_n=1.5
\=WPJm`p ; J|t-$Z b. Linear waveguide 2
_h<rVcl!wX Label: linear2
_6fy'%J=U Start Horizontal offset: 0.5
Q`*U U82! Start vertical offset: 0.05
PR"x&JG@ End Horizontal offset: 1.0
n5C ,Z!)z End vertical offset: 0.05
UdrgUqq) Channel Thickness Tapering: Use Default
kS_#8 I Width: 0.1
)tBz=hy# Depth: 0.0
9.(|r i Profile: ChannelPro_n=3.14
b4L7] & 9xbT?$^ 7.加入水平平面波：
oIO@ # Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
E @C.}37R Input field Transverse: Rectangular
%!t9)pNc X Position: 0.5
a2.6 S./ Direction: Negative Direction
/%;J1 {O Label: InputPlane1
h rSH)LbJ 2D Transverse:
U Y*`R Center Position: 4.5
1av#u:jy~> Half width: 5.0
f5F-h0HF`[ Titlitng Angle: 45
JL
G!;sov Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Tl yyJ{~ 图2.波导结构（未设置周期）
q>(?Z#sB GcN}I= 4| 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。
FNUs
.d" 将Linear2代码段修改如下:
m
Z
+dr[ Dim Linear2
atpHv**D<i for m=1 to 8
Q Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
Hl X~a:.7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
O\f`+Q`0 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
|a03S Zx Linear2.SetAttr "Depth", "0"
0& )6mO Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
K/B$1+O
Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
DX! dU'tj Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
<5%*"v Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Jvc<j:{^w b4wT3 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。
/1Gmga5 图3.光栅布局通过VB脚本生成
#C } + 3:Nc`tM_ 设置仿真参数
e 1XKlgl 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
f tM lm_u 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
g"" 1\rc= TE simulation
MS#" TG/) Mesh Delta X: 0.015
%Qz<Lk">. Mesh Delta Z: 0.015
I(7 GVYM Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
@8{8|P 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
>{ {ds-- Number of Anisotropic PML layers: 15
fsPsP`| 其它参数保持默认
m7NWgXJ 运行仿真
Es#:0KH].v • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Z":m(} u O • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
W8QP6 ^lY • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
!S&/Z p 423% K$710 远场分析
衍射波
[2xu`HT02 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
] 8wm1_qV 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
00D.Jn 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
u (3 uZ: 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
k waZn ~ 图4.远场计算对话框
p,k1*|j - q9m@!L 5. 在远场对话框，设置以下参数：
JtY$AP$ Wavelength: 0.63
sg-^ oy*^ Refractive index: 1.5+0i
T^] ]z}k Angle Initial: -90.0
p #w8$Qjp Angle Final: 90.0
VF11eZ" Number of Steps: 721
g$C]ln>"9m Distance: 100, 000*wavelength
m4h)Wq Intensity
% S"z9@ e;~(7/1 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
&a'mG=(K_c 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
CvRCcSJM\2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
