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：
D`B*+ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Ln\Gv/) •光栅布局
模拟和后处理分析
'?{L
gj^R 布局layout
}J \7IsM& 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
B4m34)EOE 图1.二维光栅布局
^QHgc_oDm = 4'r+2[ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
+f_3JL$ r>"l:GZ 步骤：
0PUSCka'6 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
vsI|HxpyC, 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 0\"]XYOH Wafer Dimensions：
5g9K| - Length (mm): 8.5
iy_3#x5> Width (mm): 3.0
uBM%E OE $O\]cQD`u 2D wafer properties:
d,j)JnY3V Wafer refractive index: Air
nnd-d+$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
"*d%el\63 &&96kg3 在“Materials”中加入以下
材料：
jgYe\dinM Name: N=1.5
7~D5Gy Refractive index (Re:): 1.5
#_Lgo
>-`-D=!V Name: N=3.14
L9z5o(Aa Refractive index (Re:): 3.14
( M3-S5
/9-kG 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
W[ 73q>' Name: ChannelPro_n=3.14
2>Kn' p 2D profile definition, Material: n=3.14
?U~`'^@ ]XfROhgP= Name: ChannelPro_n=1.5
I[ LHJ 4 2D profile definition, Material: n=1.5
Thp!X/2O` IU]@%jA_:A 6．画出以下波导结构：
9\6ZdnEKu, a. Linear waveguide 1
eI5W; Q4 Label: linear1
cT'<,#^/ Start Horizontal offset: 0.0
<a
D}Ko( Start vertical offset: -0.75
[;7$ 'lr%D End Horizontal offset: 8.5
r $! End vertical offset: -0.75
XO/JnJ^B Channel Thickness Tapering: Use Default
{w9GMqq Width: 1.5
\!r,>P Depth: 0.0
^J B5-EtL( Profile: ChannelPro_n=1.5
?NUDHUn_ nqib`U@" b. Linear waveguide 2
=l}XKl-> Label: linear2
E. Arq6 Start Horizontal offset: 0.5
glNXamo Start vertical offset: 0.05
;5aAnvgW End Horizontal offset: 1.0
59a7%w End vertical offset: 0.05
T`Qg+Q$ Channel Thickness Tapering: Use Default
4Mj cx.21 Width: 0.1
_^] :tL6 Depth: 0.0
hr GfA Profile: ChannelPro_n=3.14
xJE 26i Ky[-ZQQo=5 7.加入水平平面波：
Z %Yq{tAt Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
:x _; - Input field Transverse: Rectangular
R94 ID@LF X Position: 0.5
_R|8_#yM Direction: Negative Direction
+{ {'3=x9 Label: InputPlane1
9$N~OZ;-*x 2D Transverse:
]}N&I_mU Center Position: 4.5
FZJ sZeO Half width: 5.0
kQ
$.g< Titlitng Angle: 45
0tah$;c
e Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
7?~*F7F 图2.波导结构（未设置周期）
83 gp'W{| =:7OS>x 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。
L ]D l }z 将Linear2代码段修改如下:
Xx=c'j< Dim Linear2
B pl(s+ for m=1 to 8
4.i< `' Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
/m+\oZ
]d Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
0HS" Oxx' Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
tCP;IU$ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
/-&a]PJ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
^-pHhh|g Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
+ |d[q? Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
W{*w<a_ ` Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
`]l*H3+hg g{$F;qbkO 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
Q.])En >i 图3.光栅布局通过VB脚本生成
s*.&DN BJI"Dr F 设置仿真参数
Cdbh7 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
"A% JT3 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
`q(eB=6; [ TE simulation
v`KYhqTUl Mesh Delta X: 0.015
P [bj {lo Mesh Delta Z: 0.015
*[O)VkL\%i Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
zX x)x IO 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
j69 2M.A Number of Anisotropic PML layers: 15
k_%"# 其它参数保持默认
C*1, aLSw 运行仿真
VsMTzGr • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
v d}Y$X • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
h oL"K • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
pz@wbu=($4 kc&MO`2 W\ 远场分析
衍射波
f6-OR]R5 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
` p)$7! 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
OKp0@A)8 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
f-/zR %s{ 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
j6{9XIR o_ 图4.远场计算对话框
;`MKi5g VOK0)O>& 5. 在远场对话框，设置以下参数：
=]yzy:~ey Wavelength: 0.63
5t&;>-A'?' Refractive index: 1.5+0i
j * \gD Angle Initial: -90.0
& e~g}7 Angle Final: 90.0
3BWYSJ| Number of Steps: 721
PQFr4EY?i Distance: 100, 000*wavelength
z 7 'C;I Intensity
\9GJa"xA` QCvz| ) 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
F 7~T=X)1 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
?$&iVN^UA 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
