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：
=!2(7Nr •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
BeM|1pe. •光栅布局
模拟和后处理分析
x{{ZV] 布局layout
[u8J qX 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
/7b$C]@k 图1.二维光栅布局
Y.o-e)zX f>+:UGmP 用VB脚本定义一个2D光栅布局
;< v9i#K5 @,TCg1@Q J 步骤：
cK2Us+h 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
H{*R(S<I 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 >c@1UEwkm Wafer Dimensions：
p:qj.ukw Length (mm): 8.5
9,U g Width (mm): 3.0
N:rnH:g+: PF-"^2&_ 2D wafer properties:
C9 cQ}
j: Wafer refractive index: Air
B ? D|B 3 点击 Profiles 与 Materials.
_ 6'HBE 2d-C}&}L\ 在“Materials”中加入以下
材料：
AY%Y, < a Name: N=1.5
w24@KaKFo Refractive index (Re:): 1.5
24/ ^_Td .JL?RH2@8 Name: N=3.14
0t}&32 lL& Refractive index (Re:): 3.14
U*Pi%J ~D\ V! 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
J9/}ZD^ Name: ChannelPro_n=3.14
(: T\< 2D profile definition, Material: n=3.14
?!kPW^gD *.Ceb%W7C Name: ChannelPro_n=1.5
V$<5` 2D profile definition, Material: n=1.5
SgPvQ'\ g"L$}#iTsl 6．画出以下波导结构：
a;e~D
9%1 a. Linear waveguide 1
OO+QH 2j Label: linear1
~!W{C_*N Start Horizontal offset: 0.0
j]5bs *G Start vertical offset: -0.75
) %& ~CW+ End Horizontal offset: 8.5
B@2VI
1% End vertical offset: -0.75
}W k!):=y Channel Thickness Tapering: Use Default
4> W ov Width: 1.5
`>cB R,)r Depth: 0.0
/__@a&9t Profile: ChannelPro_n=1.5
DJf!{:b) ];1M g b. Linear waveguide 2
J -g<-!>RM Label: linear2
ULkhTB Start Horizontal offset: 0.5
vMV}M%~ Start vertical offset: 0.05
i>68gfx End Horizontal offset: 1.0
K=82fF(- End vertical offset: 0.05
>HY(
Ij< Channel Thickness Tapering: Use Default
u4a(AB>S Width: 0.1
Q4,!N(>D Depth: 0.0
/2e&fxxD Profile: ChannelPro_n=3.14
yk| < P\ gK8{ =A0c 7.加入水平平面波：
Q-}yZ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
Akbt%& Input field Transverse: Rectangular
69$[yt>KYz X Position: 0.5
OWRT6R4v Direction: Negative Direction
CQx#Xp>=s Label: InputPlane1
zg2}R4h 2D Transverse:
=
j,Hxq Center Position: 4.5
``Wf%~ Half width: 5.0
af<R . Titlitng Angle: 45
MIJ^ n(-G Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
'-7rHx 图2.波导结构（未设置周期）
Gd8FXk,.! >qBQfz:U> 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。
sV)) Z2sq 将Linear2代码段修改如下:
kgV_ *0^ Dim Linear2
:Ej#qY i for m=1 to 8
j r<`@ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
O IMsxXF\J Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
ROyG+dUy Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
y7quKv7L} Linear2.SetAttr "Depth", "0"
=-e` O HA Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
, 33[/j Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
8AK=FX&@& Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
8i=c|k,GL. Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Yn zhvE %&RF;qa2xu 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。
(HW!!xM 图3.光栅布局通过VB脚本生成
axSJ:j8 oXef<- : 设置仿真参数
dp3>G2Yq 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
< :mV^tK 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
W'BB FG TE simulation
F?wfh7q Mesh Delta X: 0.015
{WE1^&Vk-} Mesh Delta Z: 0.015
NT6OGBl& Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
s^@?+<4: 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ok"v`76~f5 Number of Anisotropic PML layers: 15
w@&4dau 其它参数保持默认
`5V=U9zdE 运行仿真
K\ 7 \ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
av muI^LLs • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
f.%mp$~T • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
6fozc2h@x% -_ bn GY%, 远场分析
衍射波
gkJL=, 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
F~ `Yh6v 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
$?.0>0 ,< 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
LyaFWx 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
=ZE]jmD4P 图4.远场计算对话框
] rP^ {{G`0i2KV 5. 在远场对话框，设置以下参数：
#mI{D\UR Wavelength: 0.63
g[]UM;D* Refractive index: 1.5+0i
2qw -: Angle Initial: -90.0
b) k\?'j Angle Final: 90.0
[z2XK4\e1T Number of Steps: 721
g[Z$\A?ZbZ Distance: 100, 000*wavelength
p(jY2&g Intensity
"$->nC. 66P'87G 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
WF)(Q~op0U 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
0Jz5i4B 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
