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：
;+4X< )y*> •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
d&5GkD.P •光栅布局
模拟和后处理分析
Q5pm^X._j 布局layout
u@$pOLI 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
qD/FxR-! 图1.二维光栅布局
|,OTGZgc TM1J1GU 用VB脚本定义一个2D光栅布局
`8 N],X *r]Mn~3 步骤：
f+D a W 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
tx{tIw^2; 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 PbN"+ q M Wafer Dimensions：
+yYSp8> Length (mm): 8.5
1$a dX Width (mm): 3.0
{qkd63 X {uuvgFC 2D wafer properties:
B^sHFc""V Wafer refractive index: Air
O.~@V(7ah 3 点击 Profiles 与 Materials.
qvhol =| M[JPr 在“Materials”中加入以下
材料：
bLpGrGJs Name: N=1.5
=*?2+ ; Refractive index (Re:): 1.5
%Lwd1'C% Pw_[ { LL Name: N=3.14
Je~d/,^WU Refractive index (Re:): 3.14
A`qb5LLJ) B)`^/^7 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
*^5. .0du Name: ChannelPro_n=3.14
]VS$ ?wD 2D profile definition, Material: n=3.14
95CCje{o _ 0kB!EJ<OdG Name: ChannelPro_n=1.5
9Ucn
6[W 2D profile definition, Material: n=1.5
Obm@2;^g6 UCP4w@C 6．画出以下波导结构：
Cq, hzi- a. Linear waveguide 1
CF k^(V" Label: linear1
l
TJqWSV=f Start Horizontal offset: 0.0
DG
$._ Start vertical offset: -0.75
!.ot&EbE End Horizontal offset: 8.5
=w&<LJPJ End vertical offset: -0.75
1@Zjv>jy[ Channel Thickness Tapering: Use Default
M1f ^Lx Width: 1.5
}uE8o"q
Depth: 0.0
,lly=OhKb Profile: ChannelPro_n=1.5
(~ >L \]! +=bGrn >h b. Linear waveguide 2
=7c1l77z Label: linear2
Nl^{w'X0h Start Horizontal offset: 0.5
uoe5@j2 Start vertical offset: 0.05
wGC)gW End Horizontal offset: 1.0
F+@E6I'g End vertical offset: 0.05
OgTE^W@ Channel Thickness Tapering: Use Default
vZns,K#4H\ Width: 0.1
g(0
|p6R Depth: 0.0
O/(qi8En Profile: ChannelPro_n=3.14
Y+#e| x n_n0Q}du 7.加入水平平面波：
{&Fh $H! Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
G/Xa`4"_ Input field Transverse: Rectangular
43;@m}|7$ X Position: 0.5
Y@S?0 Direction: Negative Direction
.bYDj&]P{ Label: InputPlane1
kxg]sr" 2D Transverse:
m$xyUv1 Center Position: 4.5
L/w9dk*uv Half width: 5.0
k]Y#-Q1p~ Titlitng Angle: 45
|Aw(v6 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
"kK IVlC 图2.波导结构（未设置周期）
Yp`6305f nr>g0_%m 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。
Oifu ?f<r 将Linear2代码段修改如下:
1a )NM# Dim Linear2
26E"Ui5q for m=1 to 8
nzTzc5
w Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
OjCT*qyU< Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
+OF(CcA^ Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
HlB'yO Hv! Linear2.SetAttr "Depth", "0"
$ ;_'5`xs Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
^ZFbp@#U Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
z+1#p.F$@ Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
x, js}Mlw Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
1WPDMLuN ?r QMOJR 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
^)b*"o 图3.光栅布局通过VB脚本生成
p1HU2APFP 3R?7&oXvH 设置仿真参数
Y]b5qguK 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
Hi{c[; 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
2;4O f~ TE simulation
B:tST( Mesh Delta X: 0.015
-pj&|<
h+9 Mesh Delta Z: 0.015
56*}}B$? Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
Y$EqBN 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
y'Xg" Number of Anisotropic PML layers: 15
F]W'spF, 其它参数保持默认
,SJB 3if 运行仿真
~\K+)(\SNp • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
!cLX1S • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
f3-=?Z • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
Q/iaxY# DT(A ~U<y 远场分析
衍射波
TD,W *(b 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
Y.@
v dW 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
K/G|MT)
3. 将位置移动到等于92的网格点，(位置:-0.12)观察当前位置的近场
N40.GL0s 4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”，出现远场转换对话框。(图4)
mY.[AIB 图4.远场计算对话框
KEsMes(* zb~!>
QIz{ 5. 在远场对话框，设置以下参数：
W)V"QrFK Wavelength: 0.63
!l_ 1r$ Refractive index: 1.5+0i
El0| .dW Angle Initial: -90.0
#:{PAt Angle Final: 90.0
D<}KTyG] Number of Steps: 721
A7-QOqST( Distance: 100, 000*wavelength
hH {&k> Intensity
Z SYXUFz }MrR svN 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
.0#?u1gXsX 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
PR~ho&! 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
