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：
i^>
RjR •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
WsoB! m •光栅布局
模拟和后处理分析
MVCCh+,GI 布局layout
qm '$R3g 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
$~-j-0
\m 图1.二维光栅布局
/j^zHrL N EZHEJW'JnE 用VB脚本定义一个2D光栅布局
J@5 OZFMZ XkD_SaL} 步骤：
upJishy&I 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
A~6 Cs 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 h~1QmEat Wafer Dimensions：
{Xp.}c Length (mm): 8.5
lN&GfPP6 Width (mm): 3.0
4rx|6NV6 p[wjHfIq 2D wafer properties:
_&M>f? l Wafer refractive index: Air
'=2t(@aC 3 点击 Profiles 与 Materials.
i 6-K! &yN<@. 在“Materials”中加入以下
材料：
w"e2}iE7 Name: N=1.5
@4|/| ! Refractive index (Re:): 1.5
ZQ:Y5 ph l{R)y TO Name: N=3.14
p<jr&zVEc> Refractive index (Re:): 3.14
LiRY -;8= w7C=R8^ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
k8ck#%#}Wu Name: ChannelPro_n=3.14
X*~YCF[_ 2D profile definition, Material: n=3.14
<(^pHv7Q ,>^~u Name: ChannelPro_n=1.5
}8SHw|- 2D profile definition, Material: n=1.5
bcYz ?o6 cBA[ D~s 6．画出以下波导结构：
Nh))U a. Linear waveguide 1
n >Ei1 Label: linear1
/<C=9?Ok Start Horizontal offset: 0.0
!9
F+ uc5 Start vertical offset: -0.75
Gl:AS PZ6 End Horizontal offset: 8.5
s,RS}ek~| End vertical offset: -0.75
h(L5MZs Channel Thickness Tapering: Use Default
6i4j(P Width: 1.5
:o:??tqw Depth: 0.0
@ ^ e@.) Profile: ChannelPro_n=1.5
m "D Ma oW_WW$+N b. Linear waveguide 2
*+AP}\p0F Label: linear2
u *<
(B Start Horizontal offset: 0.5
c>g%oE Start vertical offset: 0.05
".\(A f2 End Horizontal offset: 1.0
SS`C0&I@p End vertical offset: 0.05
j7d;1 zB+G Channel Thickness Tapering: Use Default
u v5@Alm Width: 0.1
u;!Rv E8N Depth: 0.0
{
\ePJG# Profile: ChannelPro_n=3.14
*/)gk=x8 h2>0#Vp3j 7.加入水平平面波：
:q=OW1^k^ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
5f5ZfK3<i Input field Transverse: Rectangular
@o ED tN X Position: 0.5
Ir'f ((8: Direction: Negative Direction
8`2K=`]ES+ Label: InputPlane1
eG v"&kr 2D Transverse:
H]e 2d| Center Position: 4.5
DkIF vsLK Half width: 5.0
J F
gN Titlitng Angle: 45
)N<!3yOz Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
2?j1~ ]DvZ 图2.波导结构（未设置周期）
?KN_J Ce:ds% 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。
>UMnItq(l 将Linear2代码段修改如下:
.kIf1-(<U Dim Linear2
'UxA8i (
for m=1 to 8
K="+2]{I Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
c'2ra/?k Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
V'.|IuN Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
MF`'r#@:wa Linear2.SetAttr "Depth", "0"
f W
_. Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
(XJQ $n Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
EMG*8HRI>r Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
MeX1y]<It Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
^= G+]$ 8 sYpogFfV 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。
9YABr>
? 图3.光栅布局通过VB脚本生成
;"Y6&YP< V*}zwm s6 设置仿真参数
7 %"7Rb^@ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
BP$#a
# 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
R{_ IrYk TE simulation
K }BX6dA Mesh Delta X: 0.015
([~`{,sv Mesh Delta Z: 0.015
}^7V^W Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
SO/]d70HG 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
CvJEY Number of Anisotropic PML layers: 15
Oe`t! &v 其它参数保持默认
+b W| Q>u 运行仿真
(rn x56I$ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
4)I#[&f • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
yxbT c Z • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
U@nwSfp:G JuSS5 _& 远场分析
衍射波
;kBi e s>V 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
[<QWTMjR 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
@XC97kGWp 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
MVZ>:G9: 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)
S!_?# ^t 图4.远场计算对话框
#1 @~w} Dh /&7Yi_]r 5. 在远场对话框，设置以下参数：
+`-a*U94 Wavelength: 0.63
~py0Vx,F Refractive index: 1.5+0i
%<yM=1~> Angle Initial: -90.0
G`"Cqs< Angle Final: 90.0
u(702S4 Number of Steps: 721
Bq_P?Q+\ Distance: 100, 000*wavelength
IviQ)h p Intensity
-^v}T/Kl# D|9fHMg % 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
ton`ji\^ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
N1~$ + 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
