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：
QxG:NN;jW •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
jPU:&1(_ n •光栅布局
模拟和后处理分析
2Sbo7e 布局layout
udVEO n$ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
l\< *9m< 图1.二维光栅布局
2iC 7c6hc H"lq!C` 用VB脚本定义一个2D光栅布局
rKg~H=4x2 ^[6eo8Ck> 步骤：
hbdq'2!Qr 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
C# IV"Pkq 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 qE?*:$ Wafer Dimensions：
D]n9+!Ec1f Length (mm): 8.5
sT:$ := Width (mm): 3.0
a[d6@! s{x{/Bp(KK 2D wafer properties:
w:%3]2c Wafer refractive index: Air
w6 0I;.hy 3 点击 Profiles 与 Materials.
H:byCFN- at"-X ?`d 在“Materials”中加入以下
材料：
Zd G?fWWA Name: N=1.5
%_Gc9SI Refractive index (Re:): 1.5
7`-f N| bso l >M[< Name: N=3.14
' jh9n7mH Refractive index (Re:): 3.14
W&>ONo6ki JwEQR 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
W2cgxT Name: ChannelPro_n=3.14
j_L1 KB * 2D profile definition, Material: n=3.14
0\XG;KA bV c"'RQ Name: ChannelPro_n=1.5
_0^f 2D profile definition, Material: n=1.5
HUUN*yikj 8+'9K%'@qX 6．画出以下波导结构：
&Luq}^u a. Linear waveguide 1
]M%kt +u! Label: linear1
TY,5]*86I& Start Horizontal offset: 0.0
O#Y;s ;)i" Start vertical offset: -0.75
u.W}{-+kp End Horizontal offset: 8.5
9w\ yWxl End vertical offset: -0.75
b5Wt L+Z Channel Thickness Tapering: Use Default
x?T.ItW:K Width: 1.5
\$; Q3t3 Depth: 0.0
pxC:VJ ; Profile: ChannelPro_n=1.5
8K(3{\J[V o[<lTsw< b. Linear waveguide 2
,au-g)IFZ Label: linear2
?X{ul
Start Horizontal offset: 0.5
>IZ|:lsxE Start vertical offset: 0.05
e'%"G{(D End Horizontal offset: 1.0
4rX jso| End vertical offset: 0.05
q u>5 rg - Channel Thickness Tapering: Use Default
;&="aD Width: 0.1
fd Vye|% Depth: 0.0
%K@s0u Q Profile: ChannelPro_n=3.14
N=4`jy = xnz(hz6 7.加入水平平面波：
C|"BMam Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
%A 4F?/E Input field Transverse: Rectangular
#$/SM_X14C X Position: 0.5
o0SQJ 1.a$ Direction: Negative Direction
s^O>PEX&<I Label: InputPlane1
H{&o _ 2D Transverse:
_Nze="Pt Center Position: 4.5
~r(/)w\ Half width: 5.0
r7dvj#^ Titlitng Angle: 45
y9<]F 6TT Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
';T=kS<^_ 图2.波导结构（未设置周期）
vpTY fE . Y@)3 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。
`8 Q3= ^)3 将Linear2代码段修改如下:
2VSs#z! Dim Linear2
PH,MZ "Z% for m=1 to 8
/%O+]#$`0 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
E]Wnl\Be Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
#
MpW\yX Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
"0BuQ{ CQ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
xw1@&QwM Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
[):&R1 U Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
|[%CFm}+? Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
SM3qPlsF Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
X{8/]'( +Ndo$|XCy] 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。
4q<LNvJA 图3.光栅布局通过VB脚本生成
.nGYx c5KJ_Nfi 设置仿真参数
Y$ tg z) 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
{'(1c)q> 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
A4C4xts]N TE simulation
kTCW yc Mesh Delta X: 0.015
C3m](% ? Mesh Delta Z: 0.015
kaKV{;UM Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
P:`tL)W_ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
G/cE2nD Number of Anisotropic PML layers: 15
^ ;KL` 其它参数保持默认
C}})dL;( 运行仿真
CBj&8#8 Z • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
`#v(MK{9+V • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
$s[DT!8N • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Muhq,>!U SfHs,y6 远场分析
衍射波
n aQ0TN, 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
]yR0"<W^xO 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
xt{f+c@P 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
d{~5tv- H 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)
$
N7J :Q 图4.远场计算对话框
'yrU_k ,h bU(H2F v 5. 在远场对话框，设置以下参数：
;,z[|"y Wavelength: 0.63
FN-j@ Refractive index: 1.5+0i
'Fe1]B"Y Angle Initial: -90.0
>Ei-Spy>Xl Angle Final: 90.0
=|@%5&.P Number of Steps: 721
xl J8n+ Distance: 100, 000*wavelength
k!%[W,* Intensity
<%@S-+D`] )ifEgBT 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
Oyfc! 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
kX\\t.nH 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
