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：
es{cn=\ s •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
`s#sE.= o •光栅布局
模拟和后处理分析
hw 7~i 布局layout
t.gq5Y.[ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
G!-7ic_4 图1.二维光栅布局
aGdpec v Ixyvn#ux ) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
`\nON ^7J~W'hI 步骤：
k{zs578h2 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
qAnA=/k` 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 #IH<HL)t%e Wafer Dimensions：
(ej:_w1 Length (mm): 8.5
d%S=$}o Width (mm): 3.0
z%++\.g_ s0_-1VU 2D wafer properties:
^mS.HT=X Wafer refractive index: Air
dx k;@Tz 3 点击 Profiles 与 Materials.
hw EZj`9 -ryDsq 在“Materials”中加入以下
材料：
5@GD} oAn6 Name: N=1.5
TW'E 99wG Refractive index (Re:): 1.5
Q:'qw#P/C ~W] #9&y Q Name: N=3.14
nNd`]F^U Refractive index (Re:): 3.14
-G( 3 Y2 h[Ndtq>3{ 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
OHx,*}N Name: ChannelPro_n=3.14
r\4*\ 2D profile definition, Material: n=3.14
4r68`<mn[ y |&.v < Name: ChannelPro_n=1.5
.rt8]% 2D profile definition, Material: n=1.5
~.\73_M=A ;Puy A 6．画出以下波导结构：
ZX~>uf\n a. Linear waveguide 1
s BeP;ox Label: linear1
lBizC5t!o Start Horizontal offset: 0.0
8MYL XW6 Start vertical offset: -0.75
^&f{beU9 End Horizontal offset: 8.5
$gj +v+%N End vertical offset: -0.75
<M5{.`o Channel Thickness Tapering: Use Default
?.4yg( Width: 1.5
Q #yu( Depth: 0.0
&hSn B~hi Profile: ChannelPro_n=1.5
{<''OwQF~+ Uxj<x`<1x b. Linear waveguide 2
E|F!S(.:,M Label: linear2
j]@ x Q,y Start Horizontal offset: 0.5
a2(D!_dZR Start vertical offset: 0.05
D:q l^{~ End Horizontal offset: 1.0
glOqft&>` End vertical offset: 0.05
35]j;8N: Channel Thickness Tapering: Use Default
IS5.i95m Width: 0.1
(`q6G d Depth: 0.0
m11"i=S" Profile: ChannelPro_n=3.14
+SZ%& {UV<=R,E 7.加入水平平面波：
PMz{8
F Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
8|S1|t, Input field Transverse: Rectangular
$ g1w K}B3 X Position: 0.5
=,/A\F Direction: Negative Direction
1`2);b{@ Label: InputPlane1
*<|~ =*Ddf 2D Transverse:
'0])7jq Center Position: 4.5
q >D4ma^ Half width: 5.0
,N) )=/ Titlitng Angle: 45
<ZHY3
Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
Q*mMF@ -: 图2.波导结构（未设置周期）
V rnK)za*H c1)BGy li 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。
*tbpF k4/ 将Linear2代码段修改如下:
d
@^o/w8 Dim Linear2
LoV*YSDAY for m=1 to 8
FJn~
=h A Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
v
,G-k2$Qe Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
K&\BwBU Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
`/gEKrhL- Linear2.SetAttr "Depth", "0"
O>b&-U"R Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
+ aXk^+~j Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
^Q43)H0 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
U:pLnNp` Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Lv, ji_ @y;tk$e 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。
Y|x6g(b 图3.光栅布局通过VB脚本生成
'EH SS45<!i y 设置仿真参数
$&n240( 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
w7`@=kVx 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
=JySY@?9 TE simulation
_>_ y@-b Mesh Delta X: 0.015
]X"i~$T1 S Mesh Delta Z: 0.015
SCI-jf3 WN Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
S7#^u`'Q_^ 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
63y':g Number of Anisotropic PML layers: 15
Vbqm ]2o& 其它参数保持默认
x#}j3"
PP 运行仿真
^$ & "<
• 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
1TD&&EC • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
^RF mRn • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
0-&s J #LNB@E 远场分析
衍射波
[ ;3EzZL 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
43orR !.Z 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
\3y=0 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
Vp{RX8?. 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)
.>gU
9A(Nk 图4.远场计算对话框
1vR#FE? [}xIg8 5. 在远场对话框，设置以下参数：
9B6_eFb Wavelength: 0.63
).O2_<&?F Refractive index: 1.5+0i
E{k%d39> Angle Initial: -90.0
CDTk Angle Final: 90.0
)/N Xh' Number of Steps: 721
J 1y2Qw$ G Distance: 100, 000*wavelength
h?pGw1Q Intensity
, n,7.m.D ReG O 9} 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
o y% g{,V 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
H @ &"M% 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
