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：
HKP\`KBC j •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
'#t"^E2$ •光栅布局
模拟和后处理分析
Z5Ao3O@ 布局layout
E?&dZR 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
GZQ)Tz R 图1.二维光栅布局
wpY%"x#-+= N##T1 Qm) 用VB脚本定义一个2D光栅布局
7&NRE"?G z>k6 T4( 步骤：
k(\HAIW 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
oypq3V=5 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 <PW*vo9v Wafer Dimensions：
xN2M| E] Length (mm): 8.5
Opmb Width (mm): 3.0
F$ Us! NN c@
En4[a' 2D wafer properties:
Dc oTa-~ Wafer refractive index: Air
i[d-n/) 3 点击 Profiles 与 Materials.
ix^:qw; Mi m 9C]h( 在“Materials”中加入以下
材料：
D u$kDCU Name: N=1.5
gU>Y Refractive index (Re:): 1.5
]G&?e9OA 4_PMl6qo Name: N=3.14
N&S :=x:$S Refractive index (Re:): 3.14
/lttJJDU D.qbzJz 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
S~YrXQ{_>- Name: ChannelPro_n=3.14
xQ1&j,R] 2D profile definition, Material: n=3.14
RNoS7[& -sO EL{ Name: ChannelPro_n=1.5
:@_CQc*yB 2D profile definition, Material: n=1.5
H|F>BjXn5 |\?-k 6．画出以下波导结构：
S_c#{ 4n a. Linear waveguide 1
+?MjY[8j Label: linear1
}K"=sE Start Horizontal offset: 0.0
K"N q_Ddwd Start vertical offset: -0.75
+ qpD>5# End Horizontal offset: 8.5
XpOsnvW End vertical offset: -0.75
L4.yrA-]C% Channel Thickness Tapering: Use Default
Js^ADUy Width: 1.5
5[I> l Depth: 0.0
t ]eB3)FX Profile: ChannelPro_n=1.5
a<!g*UVL0M /CKkT. Le b. Linear waveguide 2
E'[pNU*"x- Label: linear2
CN brXN Start Horizontal offset: 0.5
~DqNA%Mb Start vertical offset: 0.05
X~GZI*P End Horizontal offset: 1.0
yKZ ~ ^ End vertical offset: 0.05
O|7q,bEm^ Channel Thickness Tapering: Use Default
]N1$ioC# Width: 0.1
x"AYt:ewuc Depth: 0.0
0%F C;v0 Profile: ChannelPro_n=3.14
$6fHY \i#R ^_5$+ 7.加入水平平面波：
^N Et{]x Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
w^R5/#F_r Input field Transverse: Rectangular
J9poqp@`MG X Position: 0.5
J _rCo4} Direction: Negative Direction
22tY%Y9 Label: InputPlane1
Duptles 2D Transverse:
woR((K] #G Center Position: 4.5
oH6(L q'q Half width: 5.0
(nBJ,v) Titlitng Angle: 45
!S(jT?'w Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
&lI.N ~Ao 图2.波导结构（未设置周期）
B TcxB h /^/'9}7 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。
8l!S<RA 将Linear2代码段修改如下:
'| Q=J) Dim Linear2
|C>Yd*E,C for m=1 to 8
0pkU1t~9 Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
cO(|>&tJ Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
qV iky=/- Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
9=3V}]^ M Linear2.SetAttr "Depth", "0"
b;soMi lz Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
]BAF Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
N SHlo*)} Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
S'E6# Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
hC6$>tl LgUaX 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。
+hX ph 图3.光栅布局通过VB脚本生成
hCr7%` [gv2fqpP 设置仿真参数
OkzfQ
hC} 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
|:H[Y"$1; 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
|&RdOjw$u TE simulation
{Qw,L;R Mesh Delta X: 0.015
(x.K%QC) Mesh Delta Z: 0.015
FpW{=4 y k Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
p(0!TCBs 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
9^
mrsj Number of Anisotropic PML layers: 15
A|y&\~<A 其它参数保持默认
>DbG$V<v' 运行仿真
\n<N>j@3 • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
KY|Q#i|pM • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
OSkZW • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
&lGp
/m: ^lf;Lc 远场分析
衍射波
@9vz%1B<l 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
c p.)K!$ 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
kv (N/G 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
_|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)
j/^0q90QO 图4.远场计算对话框
:1.$7W t \f{C2d/6j 5. 在远场对话框，设置以下参数：
nH T2M{R Wavelength: 0.63
m! p'nP
Refractive index: 1.5+0i
O 6A:0yM4 Angle Initial: -90.0
W"wP% Angle Final: 90.0
Xv:<sX Number of Steps: 721
y!aq}YS Distance: 100, 000*wavelength
#~p1\['|M Intensity
39m # .` ,YUr$. 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
'iL['4~. 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
sKHUf1 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
