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：
Y!n'" *J> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
?r3e*qJGn •光栅布局
模拟和后处理分析
p24.bLr 布局layout
08r[K(bfb, 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
Rx S884 图1.二维光栅布局
!0jq6[& /hci\-8 N~ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
aN'0} < s vttrKVA 步骤：
S0xIvzS 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
*l!5QG UoK 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 !5.v 'K' Wafer Dimensions：
- L`7+ Length (mm): 8.5
Oz>io \P94 Width (mm): 3.0
3o0IjZ=[> ^H!Lp[5c 2D wafer properties:
v"
F O Wafer refractive index: Air
#313
(PWH 3 点击 Profiles 与 Materials.
#W5Yw>$ P"Rk? lL 在“Materials”中加入以下
材料：
~@fanR = Name: N=1.5
(Y;'[. Refractive index (Re:): 1.5
SALCuo"L `7_n}8NVC Name: N=3.14
M?hFCt3Y Refractive index (Re:): 3.14
8S= c^_PJ `~E<Sf<M 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
%zQ2:iT5@= Name: ChannelPro_n=3.14
% kW3hQ<$ 2D profile definition, Material: n=3.14
Y_lCcu#OA UJwq n"Q^ Name: ChannelPro_n=1.5
Y[,U_GX/R 2D profile definition, Material: n=1.5
jl@K!=q 4 Q&mC" 6．画出以下波导结构：
y`+<X{V5L a. Linear waveguide 1
V*uEJ6T Label: linear1
b,vL 8* Start Horizontal offset: 0.0
O 3}P07 Start vertical offset: -0.75
H nK/A0j M End Horizontal offset: 8.5
2K~tDNv7 End vertical offset: -0.75
44|03Ty Channel Thickness Tapering: Use Default
+ 1f{ _v Width: 1.5
:|fl?{E Depth: 0.0
_! ;\R7] Profile: ChannelPro_n=1.5
{4)5]62>u J\GKqt;5@ b. Linear waveguide 2
TP^\e_k Label: linear2
)w@y(;WJ Start Horizontal offset: 0.5
x"!#_0TT} Start vertical offset: 0.05
1W7
iip, End Horizontal offset: 1.0
yEnKUo[ End vertical offset: 0.05
^EUQ449<p Channel Thickness Tapering: Use Default
t5A[o7BS Width: 0.1
M'vXyb%$1 Depth: 0.0
jaNH](V Profile: ChannelPro_n=3.14
yOM
-;h ;pCG9 7.加入水平平面波：
9XY|V<} Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
=mAGD*NKu Input field Transverse: Rectangular
E.Pje@d X Position: 0.5
{AtfK>D Direction: Negative Direction
@US '{hO1p Label: InputPlane1
tUn&z?7bF 2D Transverse:
B1HQ z@ ^ Center Position: 4.5
tT E3H_ Half width: 5.0
8Q)y%7 {6 Titlitng Angle: 45
Mof)2Hbd: Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Mj,2\ijNM 图2.波导结构（未设置周期）
<"{+ }v,W-g A 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。
_{3k +DQ 将Linear2代码段修改如下:
~c9vdK Dim Linear2
. Wd.) ^? for m=1 to 8
h^Arb=I Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
18J.vcP Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
(#C B q Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
cRjL3 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
)m oo?Q Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+q 4W0 Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{lTR/ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
#r-j.f}yx Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
@m } rQT ysQEJm^|-u 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。
zd.1 图3.光栅布局通过VB脚本生成
]5aux
>.n ~ mHXz 设置仿真参数
LAOdH/*: 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
/QM0.{Ypl 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
MM/BJ TE simulation
M ^ 0w/ Mesh Delta X: 0.015
g%Th_= qy Mesh Delta Z: 0.015
K[`4vsE Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
|F8;+nAVF# 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
".Tf< F Number of Anisotropic PML layers: 15
)^V5*#69D 其它参数保持默认
~x76{.gT 运行仿真
oC ^z_At Z • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
7r:nMPX • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
QYFN:XZ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
1e+h9|hGYw ~ `tJvUo0 远场分析
衍射波
(UbR%A|v; 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
9F- ViDI. 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
gs^UR6
D, 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
^F;Z%5P= 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)
\1eKY^)2 图4.远场计算对话框
D>!v_v6 g: H[#I 5. 在远场对话框，设置以下参数：
(\[jf39e Wavelength: 0.63
z|oA{VxW> Refractive index: 1.5+0i
S5YDS| K Angle Initial: -90.0
:y<Cd[/ Angle Final: 90.0
od|N-R Number of Steps: 721
'_Hb}'sFI Distance: 100, 000*wavelength
|hZ|+7 Intensity
eB} sg4 &km d< 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
61t- 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
-wG[>Y 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
