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：
~+1t 17 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
Hu;#uAnxQ •光栅布局
模拟和后处理分析
7y60-6r 布局layout
wvgX5P > 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
)UxF lp;\ 图1.二维光栅布局
0>AA-~=- ^v`| 0 z\ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
r..Rh9v/=E VJPt/Dy{ 步骤：
3cs'Oz<w 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
, n+dB2\ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 KI# hII[Q. Wafer Dimensions：
OW6i2 >Or Length (mm): 8.5
Va{`es)hky Width (mm): 3.0
0R; ;ou e}Db-7B_~ 2D wafer properties:
9 Z4H5!:( Wafer refractive index: Air
('>!dXA$ 3 点击 Profiles 与 Materials.
p{88v3b6 3vMfms 在“Materials”中加入以下
材料：
"d{ |_Cf Name: N=1.5
U/TF,JUI Refractive index (Re:): 1.5
M,7v}[Tbl p^^<Bj kQ Name: N=3.14
Xp%JPI { Refractive index (Re:): 3.14
X)'uTf0 uv Z!3 UH. 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
j{nL33T% Name: ChannelPro_n=3.14
[]'BrG)! 2D profile definition, Material: n=3.14
-`A6K!W&~p &6!x;RB Name: ChannelPro_n=1.5
tNq~M 2D profile definition, Material: n=1.5
2o6 %P}C >8QLo8)3C 6．画出以下波导结构：
/5SBLp}Sy a. Linear waveguide 1
&,bJ]J)8O Label: linear1
KecR jon ~ Start Horizontal offset: 0.0
;Q\Duj Start vertical offset: -0.75
IY+P Yad End Horizontal offset: 8.5
\QQw1c+ End vertical offset: -0.75
{wK98 >$a Channel Thickness Tapering: Use Default
N U\B Width: 1.5
`vUilh ^c Depth: 0.0
Ia[e 7 Profile: ChannelPro_n=1.5
YQ; ?N66 J](AJkGzK b. Linear waveguide 2
LKTIwb> Label: linear2
cbNrto9 Start Horizontal offset: 0.5
V) C4 sG Start vertical offset: 0.05
YGNO]Q~A End Horizontal offset: 1.0
|&3[YZY End vertical offset: 0.05
XZ}]H_, n Channel Thickness Tapering: Use Default
K&\xb T Width: 0.1
ZI}7#K<9X Depth: 0.0
3u _[=a Profile: ChannelPro_n=3.14
6g Nsh ~CQsv ` 7.加入水平平面波：
,A4v|]kq] Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
>6Ku Z_ Input field Transverse: Rectangular
GMr jZ X Position: 0.5
IyOb0WiEj Direction: Negative Direction
1 VcZg%I Label: InputPlane1
t[Qf|#g 2D Transverse:
S&q@M Center Position: 4.5
9-5H~<}fF Half width: 5.0
] oU vC Titlitng Angle: 45
+co VE^/w Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
**N{XxdN 图2.波导结构（未设置周期）
A_i=hj 2f f,9 /Yg_ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
9'Le}`Gf 将Linear2代码段修改如下:
)w4i0Xw^C: Dim Linear2
>^=up f/ for m=1 to 8
&gR )Y3 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
]ri5mnB Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
!:]CKbG Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
UP' ~D]J Linear2.SetAttr "Depth", "0"
Y23- Im Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
*eK\W00 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
0}$Zr*|;Y Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
H`d595<=i; Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
P%2aOsD0 TF R8 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。
NwP !. 图3.光栅布局通过VB脚本生成
UuPXo66F ] XYj!nx{k, 设置仿真参数
Se{x-vn?p 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
C9OEB6 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+ N n
$ TE simulation
l!qhK'']V" Mesh Delta X: 0.015
_Wg?H: \ Mesh Delta Z: 0.015
:{B D/6 Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
A#k(0e!O 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
= p{55dR Number of Anisotropic PML layers: 15
Lz6b9W 其它参数保持默认
Pw+ PBIGn4 运行仿真
XB0G7o%1 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
M~+}ss • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
1K{u>T • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
( f]@lN mx E.LD1Pm0 远场分析
衍射波
WVZ](D8Gc] 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
~?#>QN\\c 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
H ?oBax: 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
R RRF/Z;)) 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)
OEi u,Y|@l 图4.远场计算对话框
hQ7-m.UZw . ,h>2;f 5. 在远场对话框，设置以下参数：
p+7G Wavelength: 0.63
R.x^ Refractive index: 1.5+0i
x%_VzqR` Angle Initial: -90.0
R5Pk>-KF Angle Final: 90.0
kx{LY`pY Number of Steps: 721
#ME!G/ Distance: 100, 000*wavelength
c~``)N Intensity
I-Q@v` aC90IJ8^ 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
~F"<N q 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
(fA>@5n 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
