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：
p #hs8xz •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
!}|n3wQ •光栅布局
模拟和后处理分析
5s_7 P"&H 布局layout
m619bzFlB 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
^;@q^b)ZP 图1.二维光栅布局
]N_(M vt<r_&+ pJ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
` `j..v,
<:0649ZB 步骤：
)9M mL-7K 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
/R^Moj< 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =` [ 08 Wafer Dimensions：
8o#*0d| Length (mm): 8.5
sufidi Width (mm): 3.0
e p~3e5 w'z ?1M(* 2D wafer properties:
B~QX{ Wafer refractive index: Air
I1yZ7QY 3 点击 Profiles 与 Materials.
2Un ~ Iy %l%5Q;t 在“Materials”中加入以下
材料：
S .rlF1` Name: N=1.5
Da*=uW9 Refractive index (Re:): 1.5
" - S2${ 8-5MGh0L Name: N=3.14
exrsYo!% Refractive index (Re:): 3.14
]J+ }WR
(M5w:qbR 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
6Ae < W7 Name: ChannelPro_n=3.14
DKgwi'R 2D profile definition, Material: n=3.14
!cPiH6e O #3vq+mcn Name: ChannelPro_n=1.5
a5ZU"6Hi 2D profile definition, Material: n=1.5
4wh_ iO sE@t$'= 6．画出以下波导结构：
tgK$}#.* a. Linear waveguide 1
h~haA8i?{ Label: linear1
^IGutZov Start Horizontal offset: 0.0
&S}%)g%Iv9 Start vertical offset: -0.75
gQ4Q
h; End Horizontal offset: 8.5
5!u.w End vertical offset: -0.75
5_Yl!= Channel Thickness Tapering: Use Default
__r]@hY Width: 1.5
H((!
BRl Depth: 0.0
[` ~YPUR* Profile: ChannelPro_n=1.5
rStfluPL 0yr=$F(] s b. Linear waveguide 2
o:B?g DM Label: linear2
gXN#<g,:^ Start Horizontal offset: 0.5
x4|> HY<p? Start vertical offset: 0.05
(e sTb, End Horizontal offset: 1.0
^_ <jg0V End vertical offset: 0.05
3 kFSu Channel Thickness Tapering: Use Default
|3{DlZ2S Width: 0.1
CAyV# 7[0 Depth: 0.0
>FED *C4 Profile: ChannelPro_n=3.14
{ vYmK#} #A<|&#hh 7.加入水平平面波：
\ ~!9T5/* Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
RB<LZHZ I Input field Transverse: Rectangular
iL(rZT&^ X Position: 0.5
?Q1(L$-= Direction: Negative Direction
U H/) 4Wg Label: InputPlane1
oR (hL4 Dc 2D Transverse:
'WK }T )o Center Position: 4.5
; @p2s'( Half width: 5.0
sPY *2B Titlitng Angle: 45
vWY}+# Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
a$ a+3}\ 图2.波导结构（未设置周期）
9k8ftxB^ p6m]( J g 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。
$O" S*)9 将Linear2代码段修改如下:
TY~8`+bJ Dim Linear2
g+Vfd(e for m=1 to 8
AY4ZU CqI Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
~01
o Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
wuE] ju< Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
!9=hUpRN Linear2.SetAttr "Depth", "0"
3Tze`Q 9 Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
^|y6oj Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2 ?YN8
n9n Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
3qOq:ZkQ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
(pM5B8 U N %N % 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
L6 `(YX.: 图3.光栅布局通过VB脚本生成
T|^rFaA ^$qr6+ 设置仿真参数
:e> y=
s> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
lJ.:5$2H 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
e3w4@V` TE simulation
m[ *)sm Mesh Delta X: 0.015
h(]aP<49L Mesh Delta Z: 0.015
2[f8"'lUQ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
USfpCRj9 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
+F3 @-A Number of Anisotropic PML layers: 15
MGpP'G:v 其它参数保持默认
q[p +OpA 运行仿真
5W"& $6vj • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
K6< @DP+/ • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
E!<w t • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
,l`4)@{G _j{^I ^P 远场分析
衍射波
sv` +?hjG 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
.; j} :< 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
rFJ(t 7\9h 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
QX}O{LQR 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)
Q\>9 PKK 图4.远场计算对话框
; (I(TG $ Y uVM 5. 在远场对话框，设置以下参数：
r0kJx$f Wavelength: 0.63
=" Q5Z6W Refractive index: 1.5+0i
tDj~+lmdN Angle Initial: -90.0
_kUf[& Angle Final: 90.0
ozN#LIM>P Number of Steps: 721
>DX\^86x Distance: 100, 000*wavelength
u1K;{>4lx Intensity
BeP]M1\?> pvCn+y/U; 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
.OFwGOL% 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
iaXpe]w$n 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
