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：
3HsjF5?W •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
y ]OW{5( •光栅布局
模拟和后处理分析
B"O5P> 布局layout
P PCZT3c= 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
q9n0bw^N 图1.二维光栅布局
9g"
1WZ! %9|= \#
G 用VB脚本定义一个2D光栅布局
{b@rQCre7 c`UJI$Q/ 步骤：
+ ~ro*{3 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
"i$uV3d 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 rQNT Wafer Dimensions：
|=.z0{A7H Length (mm): 8.5
m d[FtcY\ Width (mm): 3.0
!=#230Y k
fx<T 2D wafer properties:
+NR n>1] Wafer refractive index: Air
X-di^%< 3 点击 Profiles 与 Materials.
X ezO_V \K 01 F 在“Materials”中加入以下
材料：
Fz+0 h" Name: N=1.5
fM]M cZ9)D Refractive index (Re:): 1.5
* V T@ \\jB@O Name: N=3.14
WG
9f>kE Refractive index (Re:): 3.14
ak50]KYo l79jd%/m 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
qx5X2@-;: Name: ChannelPro_n=3.14
qQR> z 2D profile definition, Material: n=3.14
8|[\Tp:; F2y M2 Ldx Name: ChannelPro_n=1.5
,eRl
Z3T 2D profile definition, Material: n=1.5
=$5[uI2 uPe4Rr 6．画出以下波导结构：
96F:%|yG a. Linear waveguide 1
o}5:vi] Label: linear1
4 'rWy~`
V Start Horizontal offset: 0.0
yy?| q0 Start vertical offset: -0.75
1Qf21oN{ End Horizontal offset: 8.5
K@VXFV End vertical offset: -0.75
my " )/e Channel Thickness Tapering: Use Default
s<qSelj Width: 1.5
U-TwrX Depth: 0.0
=!xeki]|9 Profile: ChannelPro_n=1.5
<9bQAyL9 xtjT U;T b. Linear waveguide 2
qce# Label: linear2
!U]V?Jpi" Start Horizontal offset: 0.5
, $3 Start vertical offset: 0.05
`<t{NJ&f End Horizontal offset: 1.0
5fb,-`m. End vertical offset: 0.05
5h[u2&;G Channel Thickness Tapering: Use Default
OR a!84L Width: 0.1
;- = y}DK Depth: 0.0
#s1M>M) Profile: ChannelPro_n=3.14
@Ris ab n ^g[\.Q 7.加入水平平面波：
>4\V/
I Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
uYL6g:]+ZC Input field Transverse: Rectangular
d^
!3bv*h X Position: 0.5
h.
i&[RnX Direction: Negative Direction
`ea$` 2 Label: InputPlane1
3HbHl?-UNU 2D Transverse:
Yx&c nDx Center Position: 4.5
vFb{(gIJ Half width: 5.0
YH<F~ F _ Titlitng Angle: 45
vyV n5 s Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
g)$Pvfc 图2.波导结构（未设置周期）
7OtQK`P"A EhB9M!Y`@ 8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择
仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。
bS/ ` G0! 将Linear2代码段修改如下:
5?;'26iC Dim Linear2
QVn0!R{ for m=1 to 8
^&&dO *0{ Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
D Ht 8 f Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[tMf KO Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
ErESk"2t Linear2.SetAttr "Depth", "0"
R W(AjDM Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
)[oU|!@ Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
Ef,@}S Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
@hzQk~Gdi Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
xxkP4,(p FZ=6x}QZ 点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局，布局如图3所示。
ts;_ T..L 图3.光栅布局通过VB脚本生成
#EHBS~^ YGWb!|Z$ 设置仿真参数
*~! xeL 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
oTI*mGR1Z 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
+"3eh1q[ TE simulation
}#'KME4 Mesh Delta X: 0.015
m9G,% ]4| Mesh Delta Z: 0.015
Q lb@A z Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
{+xUAmd 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
\)M 5 o Number of Anisotropic PML layers: 15
,Qyz2-
w 其它参数保持默认
!-.-!hBN 运行仿真
ePs<jrB< • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
CP VKz
• 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
sx]?^KR: • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
S OK2{xCG yN>"r2 远场分析
衍射波
o B6" D 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
ZC2C`S\xr 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
~5!ukGK_ 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
p1?}"bHk 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)
k5/nAaiVE 图4.远场计算对话框
g~B@=R 'oT} jI 5. 在远场对话框，设置以下参数：
Ep? a>\ Wavelength: 0.63
0'py7 Refractive index: 1.5+0i
awkVjyq X Angle Initial: -90.0
UkqLLzL Angle Final: 90.0
';ZJu J. Number of Steps: 721
COHJJONR Distance: 100, 000*wavelength
7 _K(x mK Intensity
Ki=7nKs >}4]51s 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
N\uQ-XOi 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
O"#`i{^?2 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
