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：
1xyU •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
%9 C@ Xl •光栅布局
模拟和后处理分析
R 布局layout
FwKj+f" 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
= iB,["s 图1.二维光栅布局
9V uq,dv aAvsb$ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
+H/jK @ RNVbcd 步骤：
[t\B6XxT 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
vQ V K$n` 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 \h<BDk* Wafer Dimensions：
fpyz' Length (mm): 8.5
Ko>&)%))$X Width (mm): 3.0
0Y= ![tO8 bZ _mYyBh 2D wafer properties:
=tTqN+4 Wafer refractive index: Air
W" "*ASi 3 点击 Profiles 与 Materials.
| aQ"3d $Kj&)&M 在“Materials”中加入以下
材料：
{npcPp9 Name: N=1.5
TOF
'2&H Refractive index (Re:): 1.5
FxG7Pk+= >Y 1{r Sk Name: N=3.14
bSwWszd~ Refractive index (Re:): 3.14
n@C~ev@%S rI$`9d 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
[mxTa\ Name: ChannelPro_n=3.14
9&%fq )gS 2D profile definition, Material: n=3.14
DQ.v+ C, h~U02"$ Name: ChannelPro_n=1.5
Hk_y/97OO 2D profile definition, Material: n=1.5
inPJ2uBD\^ TfxwVPX 6．画出以下波导结构：
!;@_VWR a. Linear waveguide 1
:A46~UA!$ Label: linear1
ER2GjZa\z Start Horizontal offset: 0.0
p_*M:P1Ma4 Start vertical offset: -0.75
!
ueN|8' End Horizontal offset: 8.5
g o5]<4`r End vertical offset: -0.75
R)?{]]v Channel Thickness Tapering: Use Default
j cCoan Width: 1.5
I0AJY
)R Depth: 0.0
qJ!Z~-hS Profile: ChannelPro_n=1.5
L gmvKW| |4) b. Linear waveguide 2
6}~pq1IF{ Label: linear2
xieP " 6 Start Horizontal offset: 0.5
Hs"(@eDV&J Start vertical offset: 0.05
$$i. O } End Horizontal offset: 1.0
=6FUNvP#8 End vertical offset: 0.05
I|oT0y & Channel Thickness Tapering: Use Default
&WXY 'A= Width: 0.1
Dq\ Jz~ Depth: 0.0
3T\l]? z Profile: ChannelPro_n=3.14
uD_v! 8GPIZh'0 h 7.加入水平平面波：
6SJ"Tni8 Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
"; [ iZ Input field Transverse: Rectangular
Mj>}zbpk / X Position: 0.5
MOn,Db$ Direction: Negative Direction
4:3rc7_
1 Label: InputPlane1
F+UG'4% 2D Transverse:
e/_C Center Position: 4.5
>!e<}84b Half width: 5.0
+ j+5ud ` Titlitng Angle: 45
|s7`F% Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
dCYCHHHF 图2.波导结构（未设置周期）
Mpue %U7.7dSOI; 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。
7T``-:`[ 将Linear2代码段修改如下:
_3iHkQr Dim Linear2
ubsSa}$q for m=1 to 8
$ aCd/& Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
p Y)5bSA Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
,ea^,H6 Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
m 8Vd b" 0 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
HysS_/t~ Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
' [|+aJ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
h/eR Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
6dH }]~a Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Jo(`zuLJ |LG4=j.l 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。
!{et8F@d| 图3.光栅布局通过VB脚本生成
Xm2\0=v5; ha@L94L q 设置仿真参数
<F7kh[L_x 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
M6 9
w- 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
l} ^3fQXI TE simulation
=.<@`1 Mesh Delta X: 0.015
zIC;7 5# Mesh Delta Z: 0.015
UEs7''6RM Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
'mCe=Y 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
YG:3Fhx0~ Number of Anisotropic PML layers: 15
>% p{38 其它参数保持默认
S0h'50WteJ 运行仿真
VpfUm?Nq • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
CQ7{1,?2 • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
v`J*ixZ7t • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
'crlA~&#/ 'oNO-)p\#! 远场分析
衍射波
vE6mOM!_L 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
~I/@i 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
_EnwME {@ 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
L$'[5"ma
; 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)
.Ig+Dj{) 图4.远场计算对话框
H~eRT1 mC&=X 6Q] 5. 在远场对话框，设置以下参数：
<H3ezv1M Wavelength: 0.63
dF 0,Y? Refractive index: 1.5+0i
m p<1yY] Angle Initial: -90.0
k 4/D8(OXw Angle Final: 90.0
7A \Cbu2tf Number of Steps: 721
R_] {2~J+ Distance: 100, 000*wavelength
N#V.1<Y Intensity
/[:d p< /-zXM;h 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
=4uSFK_L 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
Y3kA?p0 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
