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：
X GO_n{ x •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
.IYE"0)wJ •光栅布局
模拟和后处理分析
g!K(xh EO 布局layout
icnp^2P 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
a"ht\v}1 图1.二维光栅布局
\.*aC) M<)HJ lr 用VB脚本定义一个2D光栅布局
$I tehy :Tjo+vw7$H 步骤：
ik ofJ l]9 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
,Z52d ggD 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -ff*,b$Q/ Wafer Dimensions：
^c-1w V` / Length (mm): 8.5
Y=Bk;%yT= Width (mm): 3.0
X#p E!mT 0 _%u(? 2D wafer properties:
3|@Ske1%Y Wafer refractive index: Air
/r]IY. 3 点击 Profiles 与 Materials.
^Ji 5)c %+`$Lb?{ 在“Materials”中加入以下
材料：
&| ',o ?'F Name: N=1.5
#5'9T:8 Refractive index (Re:): 1.5
P+o ZS 3g} ]nj:N Name: N=3.14
CM~)\prks Refractive index (Re:): 3.14
OHH wcJ 7N ) TV'eq 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
d7l0 ;yR&+ Name: ChannelPro_n=3.14
x==%BBnO% 2D profile definition, Material: n=3.14
nKV1F0- F7L+bv Name: ChannelPro_n=1.5
Wz Zb-F 2D profile definition, Material: n=1.5
D[9eu>"'9M U?H!:?,C 6．画出以下波导结构：
S^~GI$ a. Linear waveguide 1
IEO5QV:u: Label: linear1
=cg 0o_q8 Start Horizontal offset: 0.0
72Ft? ;R Start vertical offset: -0.75
^TnBtIU-B End Horizontal offset: 8.5
DmPp& End vertical offset: -0.75
\J:/l|h Channel Thickness Tapering: Use Default
Lymy/9 Width: 1.5
rr2|xL?+u Depth: 0.0
HP&+ 8 Profile: ChannelPro_n=1.5
{bl^O $\{@wL b. Linear waveguide 2
a B%DIH, Label: linear2
aQw? r Start Horizontal offset: 0.5
NtSa# $A Start vertical offset: 0.05
>8HcCG End Horizontal offset: 1.0
hesL$Z [ End vertical offset: 0.05
fnwtD *`` Channel Thickness Tapering: Use Default
pT.iQ J| Width: 0.1
.J'}qkz~ Depth: 0.0
[v#t Profile: ChannelPro_n=3.14
|%we@
E oJ>]=^?k 7.加入水平平面波：
9>\s81^ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
B&`#`] Input field Transverse: Rectangular
EO3?Dev X Position: 0.5
)"w WV{k Direction: Negative Direction
ErHb c 2 Label: InputPlane1
jBarY g 2D Transverse:
eDgRYa9\ Center Position: 4.5
HTvA ]-AuM Half width: 5.0
&8z`]mB{t Titlitng Angle: 45
t|%w Vj?_ Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
gI<TfcC 图2.波导结构（未设置周期）
$9j\sZj& OT&J OTk\ 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。
V8 }yK$4b 将Linear2代码段修改如下:
|fO Qm Dim Linear2
iE!\) 7y for m=1 to 8
v :nm#P%P Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
uL\ B[<: Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
w?Cqe
N Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
7q^o sOj" Linear2.SetAttr "Depth", "0"
:q<8:,rP Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
>PGW>W$ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
F /IXqj Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
HSE9-c = Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
:]v%6i. C%9;~S 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。
D
]: sR 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-O:+?gG # 4L[8(+V 设置仿真参数
)xy1 DA 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
kG^DHEne 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
D4$;jz,, TE simulation
! av
B &Z Mesh Delta X: 0.015
!-_0I:m Mesh Delta Z: 0.015
[kM)K'- Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
NiQ` ,Q$B 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
LJt#c+]Li Number of Anisotropic PML layers: 15
\!Cix}}1 其它参数保持默认
NTkGLD1e. 运行仿真
]Nz~4ebB • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
M,7A|?O • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
J=JYf_=4bc • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
zxTcjC)y B qC!78Y/e 远场分析
衍射波
Y? a*-" 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
,]+P#eXgE 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
~ODm?k 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
*NHB wXg+ 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)
$!)Sgb 图4.远场计算对话框
L0H;y6& =UE /GTbl 5. 在远场对话框，设置以下参数：
ACxOC 2\n Wavelength: 0.63
^V#9{)B Refractive index: 1.5+0i
.&:y+Oww~ Angle Initial: -90.0
= ZR9zL=h Angle Final: 90.0
# -e Number of Steps: 721
;[V_w/-u Distance: 100, 000*wavelength
j6]+ fo&3 Intensity
(Z;;v|F.i= Cp` [0v~0 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
,5$V;| 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
=NMT H[ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
