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_A@BnM{I •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
_1U1(^) •光栅布局
模拟和后处理分析
Off u9`DiZ 布局layout
1&e} ms 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
qu|B4?Y/CR 图1.二维光栅布局
9;veuX#( R9B&dvG 用VB脚本定义一个2D光栅布局
{l |E:>Q2 23h%
< , 步骤：
",! 1m7[wF 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
Ek6MYc8<b~ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 9~ l
hsH Wafer Dimensions：
u;` U*@ Length (mm): 8.5
X,LD Width (mm): 3.0
{#{DH?=^)u -=(!g&0 2D wafer properties:
Kw#i),M Wafer refractive index: Air
{RF-sqce 3 点击 Profiles 与 Materials.
z@w Mc
EH VZ\B<i 在“Materials”中加入以下
材料：
$jg *pmR- Name: N=1.5
f"St&q>[s Refractive index (Re:): 1.5
FXs*vg` SCz(5[MZJ Name: N=3.14
ca>Z7qT! Refractive index (Re:): 3.14
&\Amn?Iq z(H^..<!5 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
3mOt W %Hl Name: ChannelPro_n=3.14
G >q(iF' 2D profile definition, Material: n=3.14
{6}eN|4~# ?yj6CL(, Name: ChannelPro_n=1.5
P><o,s "v 2D profile definition, Material: n=1.5
PTEHP kS!viJwtT 6．画出以下波导结构：
L@gWzC~?Q a. Linear waveguide 1
##4GK08! Label: linear1
0$ -xw Start Horizontal offset: 0.0
W>O~-2 Start vertical offset: -0.75
,13Lq- End Horizontal offset: 8.5
N"3b{Qi o End vertical offset: -0.75
>Bgw} PI Channel Thickness Tapering: Use Default
J2^'Xj_V Width: 1.5
3}/&w\$ Depth: 0.0
tQylT0'[+o Profile: ChannelPro_n=1.5
0D&t!$Ibf ~}+Hgi b. Linear waveguide 2
Dre]AsgiV Label: linear2
]GRWnif Start Horizontal offset: 0.5
Y_QH&GZ Start vertical offset: 0.05
? 8LX P End Horizontal offset: 1.0
ma((2My'H End vertical offset: 0.05
tuhA
9}E Channel Thickness Tapering: Use Default
GxKqD;;u?= Width: 0.1
FD8 N"p Depth: 0.0
-k"^o!p Profile: ChannelPro_n=3.14
(e[}/hf6 D`VM6/iQR 7.加入水平平面波：
VL*ovD%- Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
|P%D kM*X Input field Transverse: Rectangular
Mv6 -|O X Position: 0.5
TEaJG9RU>v Direction: Negative Direction
IzpZwx^3'' Label: InputPlane1
1Tm^ 2D Transverse:
Lg+G; W Center Position: 4.5
<NuUW9+ Half width: 5.0
oDU ;E Titlitng Angle: 45
B}&x aY Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
u6bXv( 图2.波导结构（未设置周期）
l@ap]R nTz6LVF 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。
<Ce2r"U1e 将Linear2代码段修改如下:
7IjQi=#: Dim Linear2
r9ww.PpNk# for m=1 to 8
q2et|QCru Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
th&[Nt7 Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
:M6+p' `j Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
n8D xB@DI Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$.[#0lCI Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
=%> oR Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
3dRr/Ilc Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
=F;.l@: Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
f`&dQ,; d:i;z9b@to 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
<E0UK^-} 图3.光栅布局通过VB脚本生成
4X *>H Z" uY}P3 设置仿真参数
MC {
2 X 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
j7)Ao*WN 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
[Ts"OPb% ~ TE simulation
qvv2O1c"A Mesh Delta X: 0.015
T
N!= @Gy Mesh Delta Z: 0.015
+fnK /%b Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
tT79 p.z B 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
izx#3u$P Number of Anisotropic PML layers: 15
\l@,B +) 其它参数保持默认
%3$*K\Ai 运行仿真
]7/
b/J • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
Bdu&V*0g • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
//4Xq8y • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
u3o#{~E/# FSRj4e1y1 远场分析
衍射波
eEn; !RS) 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
5=1^T@~#& 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
'gt-s547 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
bcZf>:gVf 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)
/-i !; ! 图4.远场计算对话框
kWrp1` 7H|$4;X^ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
s\P2Bp_{ Wavelength: 0.63
v%RP0 %%{s Refractive index: 1.5+0i
zdp/ |"D! Angle Initial: -90.0
HWV top/ Angle Final: 90.0
l3IWoa&sh Number of Steps: 721
Zt3)]sB Distance: 100, 000*wavelength
nO)X!dp}J Intensity
EMc;^ d mSo_} je( 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
t&(PN%icD 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Tr#V *.x 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
