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：
4z^5|$?_ta •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
50^ T \u •光栅布局
模拟和后处理分析
J-+p]xG 布局layout
3M<T}> 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
N.qS;%*o{e 图1.二维光栅布局
ro*$OLc/ p_Y U!j_VE 用VB脚本定义一个2D光栅布局
l?swW+ x\ a0[Mx 4 步骤：
CHNIL^B 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
zwp gf 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =9'px3:'WR Wafer Dimensions：
M>"J5yqR Length (mm): 8.5
Yeb-u+23 Width (mm): 3.0
|_ `wC M8iI e:{ c 2D wafer properties:
V(
bU=;Qo Wafer refractive index: Air
K18Sj,]B 3 点击 Profiles 与 Materials.
;,F:.<P @$%[D`Wa< 在“Materials”中加入以下
材料：
E HY}gG) Name: N=1.5
=p R'XF% Refractive index (Re:): 1.5
p:q?8+W-r !BikqTM Name: N=3.14
)#_:5^1 Refractive index (Re:): 3.14
TBp$S=_** $7JWA9#N! 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
)k'4]=d
< Name: ChannelPro_n=3.14
;L.RfP"5< 2D profile definition, Material: n=3.14
#{oGmzG! sQ8_j Name: ChannelPro_n=1.5
-R z%<` 2D profile definition, Material: n=1.5
#Mmr{4m NA9 N#; 6．画出以下波导结构：
;fnE"} a. Linear waveguide 1
v a
j Label: linear1
_|%l) KO Start Horizontal offset: 0.0
3D/<R|p Start vertical offset: -0.75
p^ojhrr End Horizontal offset: 8.5
Zo(p6rku End vertical offset: -0.75
]6 ]Nr Channel Thickness Tapering: Use Default
&*3O+$L Width: 1.5
Fi!XaO Depth: 0.0
xfJ&11 fG2 Profile: ChannelPro_n=1.5
ra*(.<& Kx@;LRY# b. Linear waveguide 2
7o5~J)qIC Label: linear2
q"sD>Yh & Start Horizontal offset: 0.5
)RE~=*?d Start vertical offset: 0.05
_pS!sY~d End Horizontal offset: 1.0
w~I;4p~(N End vertical offset: 0.05
l9up?opq Channel Thickness Tapering: Use Default
Q!_@Am"h Width: 0.1
c!} )%{U Depth: 0.0
V)g{ Ew]: Profile: ChannelPro_n=3.14
rAZsVnk? :Z'q1kW@" 7.加入水平平面波：
~G ZpAPg* Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
5? rR'0 Input field Transverse: Rectangular
_YM]U`* X Position: 0.5
^w*$qzESy Direction: Negative Direction
]fgYO+ Label: InputPlane1
-w#Hy>E 2D Transverse:
Skn2-8;10 Center Position: 4.5
lp=8RbQYC Half width: 5.0
37 M?m$BL Titlitng Angle: 45
?()$imb* Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
0 `L>t 图2.波导结构（未设置周期）
n-Q pg YPY'[j(p`n 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
OG&X7>'3I{ 将Linear2代码段修改如下:
c6 tB9b Dim Linear2
x\m?* 5p for m=1 to 8
[)&( zJHX Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
QTNE. n<? Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
eGJ}';O,g Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
R:LT hFx Linear2.SetAttr "Depth", "0"
^%:syg_RM[ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
{_{&t>s 2 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
`mfN3Q *[c Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
h+rrmC Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
(GNY::3 #*|0WaC 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
:',Q6j( s 图3.光栅布局通过VB脚本生成
;.g <u MCcWRbE5# 设置仿真参数
[x.Dw U%S 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
x$'0}vnT 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
gqi|k6V/ TE simulation
~YX!49XfHh Mesh Delta X: 0.015
lN-[2vT< Mesh Delta Z: 0.015
?H.7
WtTC Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
&74*CO9B9 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
uWSfr(loX Number of Anisotropic PML layers: 15
'n)]"G| 其它参数保持默认
0R0j7\{ 运行仿真
)G">7cg;t • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
iq!u}# x_ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
dGr m1w • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
JN
Ur?+g \D]H>i$ 远场分析
衍射波
'#fwNbD 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
50S >`qi2x 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
pxs#OP 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
w53+k\. 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)
#CaT 0#v 图4.远场计算对话框
kZsat4 r { J}Zv5 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Po=@
6oB Wavelength: 0.63
y ^SDt3Am Refractive index: 1.5+0i
;6?VkF Angle Initial: -90.0
( Es0n$Xb Angle Final: 90.0
!M[a/7x,p Number of Steps: 721
6IVa(; Distance: 100, 000*wavelength
`XJU $ c Intensity
0{Kb1Ut Vf'r6Rf 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
3%JPJuNVw 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
XA$Z 7_gu3 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
