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：
Y ]6kA5 •使用VB脚本生成光栅（或周期性）布局。
yRv4,{B}X> •光栅布局
模拟和后处理分析
X{G&r $ 布局layout
s'Wu \r' 我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。
%d"d<pvx 图1.二维光栅布局
#cy;((z uB 5isqBu 用VB脚本定义一个2D光栅布局
=/SBZLR(9 5VR =D\j 步骤：
@ U Cr`> 1 通过在
文件菜单中选择“New”，启动一个新项目。
X/' t1 2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下
参数 |g,99YIv> Wafer Dimensions：
].r~?9'/ Length (mm): 8.5
Usz O--.C Width (mm): 3.0
R7ze~[oF e'0BP,\f_} 2D wafer properties:
* faG0le Wafer refractive index: Air
@K=C`N_22 3 点击 Profiles 与 Materials.
-#<AbT [h[@? 8vB 在“Materials”中加入以下
材料：
NY3. ?@Z Name: N=1.5
{7Q)2N C Refractive index (Re:): 1.5
{ k8R6l1 % "CF-K@th Name: N=3.14
K|sk]2. Refractive index (Re:): 3.14
xka&,`z L| K8 4.在“Profile”中定义以下轮廓：
#Q'j^y 7=z Name: ChannelPro_n=3.14
!THa?U; 2D profile definition, Material: n=3.14
~
NZC0& &.1qixXIr Name: ChannelPro_n=1.5
Jy?; < 2D profile definition, Material: n=1.5
My<.^~ uyDPWnYk 6．画出以下波导结构：
L-eO_tTh0 a. Linear waveguide 1
1=z6m7@'- Label: linear1
u%sfHGrH Start Horizontal offset: 0.0
Ci(c`1a v Start vertical offset: -0.75
IC6r? End Horizontal offset: 8.5
oF L7dL End vertical offset: -0.75
t5RV -$ Channel Thickness Tapering: Use Default
</]a`h] Width: 1.5
eY\w ?pT2 Depth: 0.0
]@{l<ExP Profile: ChannelPro_n=1.5
zw[ #B # =M9 ;`EmC b. Linear waveguide 2
R1vuf*A5, Label: linear2
H[2W (q6 Start Horizontal offset: 0.5
.OcI .1H [ Start vertical offset: 0.05
"DvhAEM End Horizontal offset: 1.0
B]u !BBjC End vertical offset: 0.05
*3\ N j6 Channel Thickness Tapering: Use Default
"6q@}sz! Width: 0.1
ke b.%cb= Depth: 0.0
F [KM0t! Profile: ChannelPro_n=3.14
.H
9 r_ [P*zm 8b 7.加入水平平面波：
L(o#) I>j Continuous Wave Wavelength: 0.63 General:
{H3B1*Dk Input field Transverse: Rectangular
kX%vTl7F X Position: 0.5
Qo\?(E M Direction: Negative Direction
O-&^;]ieJ Label: InputPlane1
@Nn'G{8OG 2D Transverse:
t?wVh0gT Center Position: 4.5
7:e5l19 uI Half width: 5.0
[JYy
Titlitng Angle: 45
4^T_" W} Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0
W:>XXUU 图2.波导结构（未设置周期）
&} r-C97 ^cCNQS }r 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。
GBY{O2!3u 将Linear2代码段修改如下:
Fv<3VKueK[ Dim Linear2
),J6:O& for m=1 to 8
_ %G ;^ b Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) )
| j=Pj)5J Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05
[ji')PCAi; Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1"
0 8+\fT [ Linear2.SetAttr "Depth", "0"
wOg#J Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000"
L)c] i'W Z Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"
B` )TRt+'. Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14"
B#r"|x# [ Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True
%UlgG 1?A QB3er]y0% 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。
G=er0(7< 图3.光栅布局通过VB脚本生成
i0F6eqe=J 7%Ou6P$^fr 设置仿真参数
QXW> }GdKZ 1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”，将出现仿真参数对话框
g@Pq< 2. 在仿真参数对话框中，设置以下参数：
QmMA] Q TE simulation
o8Yq3N + Mesh Delta X: 0.015
5zOC zm Mesh Delta Z: 0.015
TE: |w
Xe Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps
m 48Ab` 设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。
p8FXlTk Number of Anisotropic PML layers: 15
wjXv{EsMq 其它参数保持默认
N w{Cu+AwG 运行仿真
3YG%YhevO • 在仿真参数中点击Run按钮，启动仿真
wg<t*6&'x • 在分析仪中，可以观察到各场分量的时域响应
2 fg
P • 仿真完成后，点击“Yes”，启动分析仪。
b=5ZfhIg[ +j %y#_~ 远场分析
衍射波
dQ_hlx!J 1. 在OptiFDTD Analyzer中，在工具窗口中选择“Crosscut Viewer”
p3> Md?e 2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向
! %[fi[p 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
PS8^ = 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)
(3 ~^zwA 图4.远场计算对话框
WL?qulC}h1 @,9YF }
5. 在远场对话框，设置以下参数：
^7a@?|,q8 Wavelength: 0.63
Ww"]3 Refractive index: 1.5+0i
yb,X
}"Et Angle Initial: -90.0
H%>^_:h Angle Final: 90.0
A/{!w"G Number of Steps: 721
X]o"4#CQIX Distance: 100, 000*wavelength
yy+:x/(N[ Intensity
t)= dKC M2\c0^R 6. 点击“计算”按钮开始计算，并将结果保存为 Farfield.ffp。
F]fXS-@ c 7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。
|*DkriYY 图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
