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：
P=pY8X: •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Sgx+V"bkT •光栅布局
模拟和后处理分析
VS%@)sI|Z 布局layout
C&oxi$J:p+ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
'}fel5YV 图1.二维光栅布局
$l43>e{E 9dw0<qw1% 用VB脚本定义一个2D光栅布局
_X?y , # rJp?d9B 步骤：
:%>oe> _" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
5D-BIPn=JV 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 /J8o_EV Wafer Dimensions：
=_pmy>_z Length (mm): 8.5
% IPyCEJD Width (mm): 3.0
6i ^0T &BTfDsxAK 2D wafer properties:
l]/> `62 Wafer refractive index: Air
W=M<
c@ 3 点击 Profiles 与 Materials.
i 63?" 5bF5~D(E 在“Materials”中加入以下
材料：
;\q<zO@x Name: N=1.5
=Y:5,.U Refractive index (Re:): 1.5
MsSoX9A{D 'bG1U`v=3 Name: N=3.14
6O]Xhe0d@ Refractive index (Re:): 3.14
T+3k$G[e /
{\F 2*P 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
Jn60i6/ Name: ChannelPro_n=3.14
m_~y 2D profile definition, Material: n=3.14
)m)h/_ t vK rc Name: ChannelPro_n=1.5
H2s*s[T
- 2D profile definition, Material: n=1.5
?F!W # 1.uU MW
6．画出以下波导结构：
c-v*4b/d a. Linear waveguide 1
EOofa6f&l Label: linear1
9k*^\@\\x Start Horizontal offset: 0.0
:R{x]sv Start vertical offset: -0.75
es{cn=\ s End Horizontal offset: 8.5
55(J&q End vertical offset: -0.75
7B VXBw Channel Thickness Tapering: Use Default
;}n|, g> Width: 1.5
vRq =m8 Depth: 0.0
.59KE]u Profile: ChannelPro_n=1.5
,,zd.9n /
O|Td'Z b. Linear waveguide 2
Bi$
0{V Z8 Label: linear2
!XkymIX~O. Start Horizontal offset: 0.5
{_? T:` Start vertical offset: 0.05
SxnIX/] J End Horizontal offset: 1.0
EaJDz`T} End vertical offset: 0.05
t00\yb^vJ8 Channel Thickness Tapering: Use Default
+.XZK3 Width: 0.1
cA2^5'$$ Depth: 0.0
m
j'"Z75 Profile: ChannelPro_n=3.14
+"TI_tK, S qr7 X-[& 7.加入水平平面波：
n.=e)* Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
as lU`#" Input field Transverse: Rectangular
\Ac}R' X Position: 0.5
Fc34Y0_A Direction: Negative Direction
/>2A<{6\=P Label: InputPlane1
0\8*S3,q 2D Transverse:
uEc0/ a :. Center Position: 4.5
x e"4u JO Half width: 5.0
G5y]^P Titlitng Angle: 45
@>qx:jx(-S Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
T b5$ 图2.波导结构（未设置周期）
GhSL%y ^.ZSpc}< 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。
R4z<Xf:! 将Linear2代码段修改如下:
vLi/ '|7 Dim Linear2
/k4^& for m=1 to 8
9~LpO>- Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
)nf=eU4| Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[=]+lei Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
zgEr , nF Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Nb|3? c_ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
EqNz L* E Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
jsZiARTZRl Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
.Um?5wG~i Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
s0~05{ zN?$Sxttx 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
l p37irI: 图3.光栅布局通过VB脚本生成
j]@ x Q,y a2(D!_dZR 设置仿真参数
D:q l^{~ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
glOqft&>` 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
35]j;8N: TE simulation
IS5.i95m Mesh Delta X: 0.015
(`q6G d Mesh Delta Z: 0.015
m11"i=S" Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
xdFP$Y~ogy 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
{UV<=R,E Number of Anisotropic PML layers: 15
PMz{8
F 其它参数保持默认
8|S1|t, 运行仿真
$ g1w K}B3 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Zh@4_Z9n! • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
CA~em_dC • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
v;N1' O&rD4# 远场分析
衍射波
kb>Vw<NtE 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
% +t 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
Tv* 1q.MB 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
TNX%_Q< 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)
mCC:}n"# 图4.远场计算对话框
G>_ 42Rp "FLD%3 l 5. 在远场对话框，设置以下参数：
]|((b/L 3 Wavelength: 0.63
@Le ^- v4 Refractive index: 1.5+0i
vJ'yz#tl9 Angle Initial: -90.0
;QvvU[eb Angle Final: 90.0
?C#F?N0 Number of Steps: 721
N$ qNe'b Distance: 100, 000*wavelength
} K#&5E Intensity
iaaH9X
% eK =m0 2 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Mi %1+ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
NXWIE4T>*^ 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
