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：
K^WDA]) •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
%. 1/ #{ •光栅布局
模拟和后处理分析
((M,6Q } 布局layout
d1~#@6CIz 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
F^l1WX6 图1.二维光栅布局
"L>'X22ed / -M:6 用VB脚本定义一个2D光栅布局
XIcUoKg^ HLyA zB~r 步骤：
(\: Rnl 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
zs=3e~o3 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 -2hirA<^ Wafer Dimensions：
XoN~d Length (mm): 8.5
y ##h(y Width (mm): 3.0
Y3 $jNuV Sca "LaW1 2D wafer properties:
]J Yz(m[ Wafer refractive index: Air
BlJi Hz! 3 点击 Profiles 与 Materials.
~,lt^@a Q<sqlh!h 在“Materials”中加入以下
材料：
V%-hP~nyBx Name: N=1.5
fe\lSGmf Refractive index (Re:): 1.5
Us`=^\ F5?S8=i Name: N=3.14
fD!c t; UK Refractive index (Re:): 3.14
J3yK^@&& 'z}
t= ? 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
_c-3eQ1 Name: ChannelPro_n=3.14
:jTSO d[r 2D profile definition, Material: n=3.14
;yNc 7Vl 3Gs\Q{O: Name: ChannelPro_n=1.5
o\8?CNm1( 2D profile definition, Material: n=1.5
_=g&^_ #t }Uy QGRZ= 6．画出以下波导结构：
eB0exPz% a. Linear waveguide 1
8maWF.xq Label: linear1
7uR;S:WX Start Horizontal offset: 0.0
56AC%_ g> Start vertical offset: -0.75
R+LKa Z End Horizontal offset: 8.5
qvn.uujYS End vertical offset: -0.75
5RP G3ppS Channel Thickness Tapering: Use Default
15ailA&(Qm Width: 1.5
W9SU1{*9 Depth: 0.0
:T-DxP/ Profile: ChannelPro_n=1.5
3)G~ud FWb p;v{ b. Linear waveguide 2
,`t+X=# Label: linear2
F`g(vD > Start Horizontal offset: 0.5
Pb&tWv\ql Start vertical offset: 0.05
x2!R&q8U> End Horizontal offset: 1.0
*OLqr/ yb End vertical offset: 0.05
=E9\fRGU Channel Thickness Tapering: Use Default
Lt*P& Width: 0.1
aAjl
58 Depth: 0.0
bRvG etX Profile: ChannelPro_n=3.14
; ,bgJ gK 7d;|?R-8D 7.加入水平平面波：
SAP/jD$5]> Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
gPd
K%"B@ Input field Transverse: Rectangular
AE rPd)yk0 X Position: 0.5
P j Direction: Negative Direction
-[=~!Qr: Label: InputPlane1
v@qP &4Sp 2D Transverse:
"B QnP9 Center Position: 4.5
|5 V0_79
Half width: 5.0
-8l<5g7 Titlitng Angle: 45
I}P I Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
)] @h}K} 图2.波导结构（未设置周期）
vT?^# k8D _ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
J*;RL` 将Linear2代码段修改如下:
Z"8lW+r * Dim Linear2
,@ '^3u for m=1 to 8
9nR\7!_ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
[xqV`(vM Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
KlT:&1SB9 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
/2p*uv }IP Linear2.SetAttr "Depth", "0"
w<(ubR %$ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
3^/w`(-{@ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Yc[umn^K Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
%jL^sA2;c+ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
,ua1sTgQ D, ")n75 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。
n\+ c3 图3.光栅布局通过VB脚本生成
0he3[m}Nr X.b8qbnq[ 设置仿真参数
gH//@`6 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
H$%MIBz >$ 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
f"s_dR TE simulation
^L%_kL_7 Mesh Delta X: 0.015
_ /1/ { Mesh Delta Z: 0.015
FJ3S
Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
kyHli~Nr" 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ji ?Hw Number of Anisotropic PML layers: 15
q Hk{ 5O3 其它参数保持默认
<Z^by;d|z 运行仿真
PK+sGV • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Uj5-x%~ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
^.A*m MQ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
3X gJZ
x0# B c7y 远场分析
衍射波
`vBBJ@f4) 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Ro<779.Gn\ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
e \6H.9= 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
bB $f=W!m% 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)
a&'9[9E1 图4.远场计算对话框
SW9
C
8 Q CzBYH 5. 在远场对话框，设置以下参数：
PMAz[w,R~ Wavelength: 0.63
}PI:O%N; Refractive index: 1.5+0i
h7#\]2U$[5 Angle Initial: -90.0
e0(/(E: Angle Final: 90.0
f\2IKpF2 Number of Steps: 721
27!F B@k- Distance: 100, 000*wavelength
$M}"u [Qq Intensity
M G=E
6: `jeATxWv 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
xeF>"6\ 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
) ^ En 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
