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：
%Qlc?Wl: •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
j t on \9 •光栅布局
模拟和后处理分析
*>KBDFI 布局layout
r O$pj~!|Q 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
ft6)n T/"& 图1.二维光栅布局
x lS*9>Ij w CB*v<* 用VB脚本定义一个2D光栅布局
z'_Fg0kR{ ur\6~'l4 步骤：
nYj rEy)Q 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
HDhISPg 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 YE{ [f@i0 Wafer Dimensions：
fk5'v Length (mm): 8.5
Td|u@l4B Width (mm): 3.0
P,{Q k~iu )6C+0b* 2D wafer properties:
$M 8& &M Wafer refractive index: Air
G/<zd) 3 点击 Profiles 与 Materials.
eKvr1m- - Iz09O:ER 在“Materials”中加入以下
材料：
>8"Svt$ Name: N=1.5
/;#kV]nF Refractive index (Re:): 1.5
uLS]=:BT {fzX2qMZ] Name: N=3.14
+ U5Q/ g Refractive index (Re:): 3.14
_|#abLh% ORs :S$Nt$ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
V | 97; Name: ChannelPro_n=3.14
Q +T#J9Y 2D profile definition, Material: n=3.14
E]OexRJ^ i y9 {7+] Name: ChannelPro_n=1.5
/GIGE##1F 2D profile definition, Material: n=1.5
Qh1pX}X n[iwi 6．画出以下波导结构：
S)W xTE 9 a. Linear waveguide 1
O8@65URKx Label: linear1
t<p#u=jOa Start Horizontal offset: 0.0
vPNbV Start vertical offset: -0.75
h9H z6
> End Horizontal offset: 8.5
@|anu&Hm End vertical offset: -0.75
#c^] p/ Channel Thickness Tapering: Use Default
x|0C0a\"A Width: 1.5
G&g;R OgY Depth: 0.0
$*#^C;7O Profile: ChannelPro_n=1.5
89FAh6u E \34vE@V* b. Linear waveguide 2
BV~J*e Label: linear2
!E 5FU *s Start Horizontal offset: 0.5
:W *yfhLt Start vertical offset: 0.05
u /F!8# End Horizontal offset: 1.0
F?Lt-a + End vertical offset: 0.05
avR tYL Channel Thickness Tapering: Use Default
f1 x&Fk Width: 0.1
T7 ,]^
1 Depth: 0.0
UA6 id|G Profile: ChannelPro_n=3.14
@Z~YFnEJi >&P M' k 7.加入水平平面波：
2LtDS?)@ Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
c4tw )O-X Input field Transverse: Rectangular
1!v{#w{u7 X Position: 0.5
ka9@7IFM Direction: Negative Direction
R5uG.Oj-2 Label: InputPlane1
6nW)2LV 2D Transverse:
6<];}M_{ Center Position: 4.5
m)tu~ neM Half width: 5.0
kK[4uQQ Titlitng Angle: 45
Qo#]Lo> \g Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
J\@6YU[A 图2.波导结构（未设置周期）
zEI+)|4?r .Fo#Dmq3 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。
kW/G=_6 将Linear2代码段修改如下:
'Lrn< Dim Linear2
l )%PvLbL for m=1 to 8
tAAMSb9[d Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
EK';\} Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
$l]:2 !R Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
zZ=SAjT QP Linear2.SetAttr "Depth", "0"
a2Ak?W1 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
FCE y1^ u Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
m)Plv+R} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
JsJP%'^/R Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
qbv\uYow3k kUd]8Ff! 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
uHg q"e 图3.光栅布局通过VB脚本生成
-5<[oBL; 6.D|\;9{c 设置仿真参数
E_ns4k#uG 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
nI*.(+h 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
@_+aX., TE simulation
1h$ ? , Mesh Delta X: 0.015
h=#w< @ Mesh Delta Z: 0.015
>rd#,r Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
I& 1Lm)W& 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
ix!xLm9\ Number of Anisotropic PML layers: 15
Hl$W+e|tj 其它参数保持默认
hne@I1 运行仿真
;,f\Wf"BW • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
C"I
jr=w • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
;{ifLI0# • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
y :;.r : /lBK )( 远场分析
衍射波
%(YQ)=w 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
b84l`J 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_ (N+z. 3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
f^F;`;z 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
rwP#Yj[BK+ 图4.远场计算对话框
|+nmOi ,z 7gC?<;\0 5. 在远场对话框，设置以下参数：
[}L~zn6>?a Wavelength: 0.63
l\Ujv G Refractive index: 1.5+0i
>#]A 2, Angle Initial: -90.0
)~U1sW&t Angle Final: 90.0
y!FO Number of Steps: 721
i7Qb~RW Distance: 100, 000*wavelength
6<lo0PQ"Z Intensity
/qLO/Mim EvT$|#FY 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
P 9?cp{ * 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
1VJ${\H] 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
