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：
R\o<7g-| •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
?\C"YG69T •光栅布局
模拟和后处理分析
}cT_qqw(f% 布局layout
>e\9Bf_ 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
=]:> "_jN 图1.二维光栅布局
Ee`1F#c PV|uPuz 用VB脚本定义一个2D光栅布局
64hk2 a8 mM`wITy 步骤：
TXe$ <4" 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
3nZo{p:E 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 M\yT).>z Wafer Dimensions：
(`y*V;o4 Length (mm): 8.5
O'Js} Width (mm): 3.0
sB;@>NY Yjx|9_|Xn 2D wafer properties:
()~pY!)1/ Wafer refractive index: Air
TMY d4 7 3 点击 Profiles 与 Materials.
?LvCR_D: w)Covz'uf 在“Materials”中加入以下
材料：
&f&z_WU Name: N=1.5
p.LFVFPT Refractive index (Re:): 1.5
@|Rrf*J?% MEwo }=B Name: N=3.14
#1>X58I^ Refractive index (Re:): 3.14
Z!ha fhcX A BUSTf< 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
5nsq[ Q` Name: ChannelPro_n=3.14
kF/9-[]$g, 2D profile definition, Material: n=3.14
,"B+r6}EF ]Kr
`9r), Name: ChannelPro_n=1.5
&hRvol\J 2D profile definition, Material: n=1.5
G "73= 8d OKoa n$#sn 6．画出以下波导结构：
liXdNk8 a. Linear waveguide 1
>nzdnF_&zW Label: linear1
!?|Th5e Start Horizontal offset: 0.0
{mAU3x Start vertical offset: -0.75
;3' .C~ End Horizontal offset: 8.5
.'Vww End vertical offset: -0.75
XLH0 ;+CL{ Channel Thickness Tapering: Use Default
br|;'i%( Width: 1.5
uDEvzk42 Depth: 0.0
O BN2 ) j Profile: ChannelPro_n=1.5
.k,kTr$ S gG/!,Q.Qh b. Linear waveguide 2
LqA@&H Label: linear2
TYy.jFT- Start Horizontal offset: 0.5
fl\ly `_ Start vertical offset: 0.05
z<yU-m2h End Horizontal offset: 1.0
7}X[
4("bB End vertical offset: 0.05
~Q\3pI. | Channel Thickness Tapering: Use Default
l8?>>.<P= Width: 0.1
)kP5u`v Depth: 0.0
3`k;a1Z#O' Profile: ChannelPro_n=3.14
V3"=w&2]K %mZ {4<7 7.加入水平平面波：
mya_4I
m Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
hNzB4 p Input field Transverse: Rectangular
o_'p3nD X Position: 0.5
;aw=MV Direction: Negative Direction
VY3& Label: InputPlane1
X HK70: i 2D Transverse:
E@ESl0a; Center Position: 4.5
2RX!V@z.G Half width: 5.0
bua+I; b Titlitng Angle: 45
zzyHoZJP Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
vMS
|$L 图2.波导结构（未设置周期）
<WcR ,d 62Z#Y Q}x 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
l6d$V 9A 将Linear2代码段修改如下:
.,OVz W Dim Linear2
[<6S%s for m=1 to 8
Z-l =\ekJ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
v#!%GEg1r Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
% ClHCoyA Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
#Y4=J
6 Linear2.SetAttr "Depth", "0"
/K( o]J0F Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
G%s 2P.cd Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
{j7uv"|X7 Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
CY "/uSB Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
O)jWZOVp > Y 1 t\iU 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。
w'UVKpG+ 图3.光栅布局通过VB脚本生成
>M`CVUf "OdXY" G 设置仿真参数
PBp^|t]E> 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
W' s 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
i(NdGL#P TE simulation
;S>])5< Mesh Delta X: 0.015
wbst8 *$ Mesh Delta Z: 0.015
jJ5W>Q1mK$ Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
%;rHrDP(> 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
hUF5fZqii Number of Anisotropic PML layers: 15
} x2DT8u 其它参数保持默认
h"/< ?3{ 运行仿真
urjjw.wZ • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
_ iir<} • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
P 9vA7[ • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
sL\L"rQN6 ayfFVTy1d 远场分析
衍射波
yp({>{u7 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
|%'
nVxc4r 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
s[w6FXt 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
~W{2 Jd 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)
|563D#?c R 图4.远场计算对话框
;oy-#p>N% *^:N.&] 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Mw;sLs u Wavelength: 0.63
BBtzs^C| Refractive index: 1.5+0i
<=>= .kmGt Angle Initial: -90.0
G{6;>8h Angle Final: 90.0
<psZQdH Number of Steps: 721
Ro9tZ'N!S
Distance: 100, 000*wavelength
=fO5cA6Z Intensity
70eb]\ % @*6 C=LL 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
1q,{0s_kp 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
[D<1 CF 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
