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：
gM0^k6bB8 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
:^G;`T`L •光栅布局
模拟和后处理分析
[<2#C#P:6 布局layout
nBVR)|+M 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
]VYv>o`2 图1.二维光栅布局
72YL
*%{ 用VB脚本定义一个2D光栅布局
u:6PAVW? =p1aF/1$I 步骤：
gK`o ;` ^ 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
IQ& o%
2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 =nq9)4o Wafer Dimensions：
o j8_e xx Length (mm): 8.5
#[4Mw M3 Width (mm): 3.0
r35'U#VMk? Q%seV<!/ 2D wafer properties:
3eq V Y0q Wafer refractive index: Air
g^CAT1} 3 点击 Profiles 与 Materials.
I T.'`!T fP6]z y^ * 在“Materials”中加入以下
材料：
CL~21aslI Name: N=1.5
FY^#%0~ Refractive index (Re:): 1.5
^kS44pr\Q uv:DO6 { Name: N=3.14
]>K02SVT: Refractive index (Re:): 3.14
w&M)ws;$ !A. Kb74 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
@IB+@RmL Name: ChannelPro_n=3.14
q ;@:,^ 2D profile definition, Material: n=3.14
mXX9A a> /,>@+^ 1 Name: ChannelPro_n=1.5
N|pyp*8Z 2D profile definition, Material: n=1.5
m&'z|eN m &U
$ V 6．画出以下波导结构：
"S">#.L a. Linear waveguide 1
Yj^| j Label: linear1
rC(-dJk V Start Horizontal offset: 0.0
_` %z Start vertical offset: -0.75
. PzlhTL7 End Horizontal offset: 8.5
IT`r&;5 End vertical offset: -0.75
=Yxu {]G Channel Thickness Tapering: Use Default
1I#S?RSb Width: 1.5
Qi_De
'@ Depth: 0.0
u6~|].j R Profile: ChannelPro_n=1.5
Q7ez?]j 6 Vx]{<}(gr b. Linear waveguide 2
+OUYQM mM Label: linear2
DhQYjC[ Start Horizontal offset: 0.5
$/sQatic Start vertical offset: 0.05
;tS 4 h End Horizontal offset: 1.0
hRn[ 9 B End vertical offset: 0.05
Y )x(+# Channel Thickness Tapering: Use Default
t"0Z=`Wi Width: 0.1
\78w1Rkl Depth: 0.0
SX$Nef9p Profile: ChannelPro_n=3.14
*k$ ":A /4\!zPPj. 7.加入水平平面波：
p,y(Fc~]g' Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
k+^-;=u 6< Input field Transverse: Rectangular
r?e)2l~C8j X Position: 0.5
3pSkk Direction: Negative Direction
*mQOW]x% Label: InputPlane1
OzFA>FK0f; 2D Transverse:
H];QDix? Center Position: 4.5
v3(W4 G` Half width: 5.0
8^3Z]=(Q Titlitng Angle: 45
& j@i> (7 Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
7o$4ov;T 图2.波导结构（未设置周期）
^L&hwXAO: 90%alG 1>y 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
7` ^]:t 将Linear2代码段修改如下:
Z8 \c'xN Dim Linear2
Nl_Sgyx,\ for m=1 to 8
~]71(u2 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
tlU&p' Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
4Fr0/="H Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
;!(.hCHvr Linear2.SetAttr "Depth", "0"
]KMOLe6( Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
i%7b)t[y Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
2}P<}- ?6 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
?`Oh]2n)6 Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
Gc)
Zu`67 oWVlHAPj 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
u 89u#gCAC 图3.光栅布局通过VB脚本生成
4'pg>;*. lg C|3] 设置仿真参数
pQaP9Y{OK 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
]p(jL7 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
8$!/Zg TE simulation
/8baJ+D"4\ Mesh Delta X: 0.015
s1XW}D w Mesh Delta Z: 0.015
rJJI<{$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
XfF Z;ul 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
p1p4t40<l Number of Anisotropic PML layers: 15
7kM_Ijd$ 其它参数保持默认
': Gk~ 运行仿真
(S+tQ2bt • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
I(E1ym • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
Ek' • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
v7VJVLH,I7 Zg%SE'kK 远场分析
衍射波
2~+Iu + 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
E) %]?/w 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
,L&Ka|N0 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
dX0A(6 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)
@W|}|V5 图4.远场计算对话框
ni gp83: mP GF Y 5. 在远场对话框，设置以下参数：
93:s[b mx Wavelength: 0.63
6Gjr8 Refractive index: 1.5+0i
D .| h0gU Angle Initial: -90.0
VF=$'Bl| Angle Final: 90.0
r7s PFM Number of Steps: 721
Bsw5A7,- Distance: 100, 000*wavelength
C\U D0r'p? Intensity
+\9Y;N y *nD yB. ( 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
FLY# 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
%"@KuqV 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
