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：
rmAP&Gw I •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
cPa 0n4 •光栅布局
模拟和后处理分析
GHJQ d&G8G 布局layout
Yn?2,^?N 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4%Z\G@0<' 图1.二维光栅布局
xw/h~:NT O=9 V X 用VB脚本定义一个2D光栅布局
B_6v'=7] Mf,Mcvs 步骤：
} r\SP3 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
7m@^ =w 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 <y b=! Wafer Dimensions：
[0%Gu 5_\ Length (mm): 8.5
OQX{<pQ6 Width (mm): 3.0
b smoLT {{#a%O 2D wafer properties:
b{ubp Wafer refractive index: Air
8Y;zs7Y 3 点击 Profiles 与 Materials.
{
? 1 mY" S]e~)I gO 在“Materials”中加入以下
材料：
2*UE&Gp Name: N=1.5
*X =f Refractive index (Re:): 1.5
a5A cqa
xaq=?3QOH Name: N=3.14
Z-;uzx Refractive index (Re:): 3.14
"ZK5P&d 9 lazo 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
>?uH#%C5 Name: ChannelPro_n=3.14
iTtAj~dfZ 2D profile definition, Material: n=3.14
XiZ Zo qS[p|*BL Name: ChannelPro_n=1.5
cq+ M
*1; 2D profile definition, Material: n=1.5
t h>yi)m >t6' 8g"T 6．画出以下波导结构：
\Lh<E5@] a. Linear waveguide 1
1rzq$, O Label: linear1
K]=>F Start Horizontal offset: 0.0
|jC E9Ve# Start vertical offset: -0.75
]mGsNQ ].H End Horizontal offset: 8.5
=Q8^@i4[&D End vertical offset: -0.75
} k%\ Channel Thickness Tapering: Use Default
} C2i#; b Width: 1.5
:Pp;{=J Depth: 0.0
K5c7>I%k Profile: ChannelPro_n=1.5
3B_} : Up2\X#6 b. Linear waveguide 2
F|M L$ Label: linear2
1Mhc1MU Start Horizontal offset: 0.5
MZ+IorZl Start vertical offset: 0.05
g)G7
kB/<p End Horizontal offset: 1.0
jU9zCMyNF End vertical offset: 0.05
laRKt"A Channel Thickness Tapering: Use Default
DEeL 48{R Width: 0.1
'9F{.] Depth: 0.0
=)UiI3xHk Profile: ChannelPro_n=3.14
!A<XqzV] 8GAQ Ve^$- 7.加入水平平面波：
|&pz ,"( Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
\?ws0Ax Input field Transverse: Rectangular
mUY:S
| X Position: 0.5
zSM7 x Direction: Negative Direction
r.G/f{=<@ Label: InputPlane1
71 m-W#zyA 2D Transverse:
}oxaB9r Center Position: 4.5
{q>4:lsS Half width: 5.0
OL9C #er Titlitng Angle: 45
u0H`%m Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
D/6@bcCSY 图2.波导结构（未设置周期）
y Q @=\' <TROs! x$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。
OcS`Fxs 将Linear2代码段修改如下:
=}o>_+" Dim Linear2
XGl13@=O for m=1 to 8
- 5Wt9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
:/[ZgreN6 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
XI(@O) Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
4J$f @6 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
r [4F?W Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+Y^F>/ 4=Y Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Ip|^?uyrk Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
ok _{8z\# Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
fQA)r oK1[_ko| 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。
A;nmua-Fv 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Mz. &d: `A{~}6jw 设置仿真参数
B148wh#r 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
q9(}wvtr 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
v@s`l# TE simulation
5BO!K$6 Mesh Delta X: 0.015
F"TI 9ib Mesh Delta Z: 0.015
~u& O Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
{O oNhN9 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
n#'',4f Number of Anisotropic PML layers: 15
Q+ M3Pqy 其它参数保持默认
_qo1 GM& 运行仿真
? bg pUv • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
<RsKV$Je
I • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
/;$ew ~} • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
rbS= Ewk IL"#T KKv 远场分析
衍射波
o% 4+I> 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
+! Ag n) 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
R~(.uV`#j 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
HON[{Oq 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
SLB iQd. 图4.远场计算对话框
@Od u.F1e s'=]a-l~ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
>c>ar>4xF Wavelength: 0.63
Q >*K/%KD Refractive index: 1.5+0i
,$[lOFs Angle Initial: -90.0
ne*aC_)bT Angle Final: 90.0
] CE2/6Ph Number of Steps: 721
P.J}\;S T Distance: 100, 000*wavelength
3yX^R^` Intensity
P#1 y En_8H[<% 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
tqf-,BLh 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
"n- xsAG 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
