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：
1iLo $ •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
q HdUnW •光栅布局
模拟和后处理分析
Sw,*# 98 布局layout
*fI n<Cc 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
4g8o~JI:v 图1.二维光栅布局
[+pa,^ &]RE 5! 用VB脚本定义一个2D光栅布局
* jWh4F,
KN`k+!@/7 步骤：
UH}lKc=t 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
+hr|$ 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 _cWuRvY Wafer Dimensions：
+$ nNYD
Length (mm): 8.5
N>"L2E=z$| Width (mm): 3.0
u/6if9B 2w8cJadT'p 2D wafer properties:
IF|;;*Z8 Wafer refractive index: Air
.'_}:~ 3 点击 Profiles 与 Materials.
}u3|w0~c) y*{zX=]l< 在“Materials”中加入以下
材料：
$w {d4" ) Name: N=1.5
`'<$N<! Refractive index (Re:): 1.5
;*j
K! D6Aa5& rO+ Name: N=3.14
`4'=&c9 Refractive index (Re:): 3.14
%A'mXatk [BJzZ>cY 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
wn! =G~nB Name: ChannelPro_n=3.14
~5% 3] 2D profile definition, Material: n=3.14
DC*MB:c#U JfSe;
v Name: ChannelPro_n=1.5
.!0Rh9yyl 2D profile definition, Material: n=1.5
jQ3dLctn pC,[!>0g8 6．画出以下波导结构：
]bh%pn a. Linear waveguide 1
*n J,|T Label: linear1
d f@N V Ld Start Horizontal offset: 0.0
E~fb#6 Start vertical offset: -0.75
@9_mk @ End Horizontal offset: 8.5
XWS]4MB+vm End vertical offset: -0.75
' *a}*(0OA Channel Thickness Tapering: Use Default
b/
\EN) Width: 1.5
-"JmQ Fha Depth: 0.0
MJ?t{= Profile: ChannelPro_n=1.5
YCltS!k 4 xbWDu] b. Linear waveguide 2
T5zS 3O Label: linear2
hN!;Tny Start Horizontal offset: 0.5
b)KEB9w Start vertical offset: 0.05
)G^k$ j End Horizontal offset: 1.0
S N ?Z7 End vertical offset: 0.05
s. Z{mnD6 Channel Thickness Tapering: Use Default
%|}*xMQ Width: 0.1
T%6JVFD Depth: 0.0
bS~Y _]B Profile: ChannelPro_n=3.14
\u [} dX)a D
$m 7.加入水平平面波：
aH uMm& Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
*w(n% f Input field Transverse: Rectangular
Lg!E X Position: 0.5
n8; p]{ Direction: Negative Direction
4>V@+#Ec5 Label: InputPlane1
b7\> = 2D Transverse:
y@I 9>}"y Center Position: 4.5
sYDav)L. Half width: 5.0
3 c6e$/ Titlitng Angle: 45
n5UUoBv Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
)2Sh oFF 图2.波导结构（未设置周期）
AP,ZM pw Y a\:C] 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。
3 5.&!4} 将Linear2代码段修改如下:
\&kj#)JYA Dim Linear2
b5=|1SjR for m=1 to 8
0*5Jq#5 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
]R)wBug Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
zNt//,={ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
%M1l[\N Linear2.SetAttr "Depth", "0"
8j70X <R Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
uXFI7vV6P Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
&gr 8;O:0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
r D <T Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
|}:}14ty J? J4<l9 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。
\MRd4vufv 图3.光栅布局通过VB脚本生成
PVlC j ` WL3aI": 设置仿真参数
DKfpap}8u 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
_xh)]R 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
JRz) A4P TE simulation
iZfZF Mesh Delta X: 0.015
*w*K&$g Mesh Delta Z: 0.015
`B3-#!2X Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
"}xIt)n%; 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
q:)Pf P+ Number of Anisotropic PML layers: 15
}hg=#* 其它参数保持默认
9:@Xz5 运行仿真
2! ,ndLA • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
[XI : Yf • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
0;><@{' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
P=,\wM6T| A+Isk{d 远场分析
衍射波
auAz>6L 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
D1-/#QN$1 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
M&/4SVBF 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
._tEDY/1m 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)
<t(H+ykh 图4.远场计算对话框
[Lje?M* r Z ;rM@x 5. 在远场对话框，设置以下参数：
T. I'c6| Wavelength: 0.63
B/a`5&G] Refractive index: 1.5+0i
${z #{c1 Angle Initial: -90.0
pJ8F+`* Angle Final: 90.0
|g}r Number of Steps: 721
meV Z_f/ Distance: 100, 000*wavelength
)tJaw#Mih Intensity
C)i8XX Tf5m
Y Ck 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
u VD^X* 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
bi}aVtG~z 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
